重大有机13红外

1、 红外光谱红外光谱一、一、基本概念基本概念二、二、分子振动分子振动与红外光谱与红外光谱三、三、主要区段和特征峰主要区段和特征峰四、四、各类化合物的红外光谱各类化合物的红外光谱1 1、烷烃烷烃7 7、羧酸羧酸2 2、烯烃烯烃8 8、羧酸衍生物羧酸衍生物炔烃炔烃芳烃芳烃5 5、醇、酚、醚醇、酚、醚 6 6、醛和酮醛和酮 光是一种电磁波，具有波粒二相性。光是一种电磁波，具有波粒二相性。 波动性：可用波长波动性：可用波长()、频率（、频率（）和波数（）和波数（）来描述。）来描述。 按量子力学，其关系为：按量子力学，其关系为：cc1式中：c为光速，其量值 = 3 1010cm.s-1为频率，单位为 Hz

2、为波长 cm， 常用单位 nm 1nm=10-71cm长度中波的数目有机化合物的结构与吸收光谱有机化合物的结构与吸收光谱Eh hc式 中 ： E为 光 量 子 能 量 ， 单 位 为 Jh代 表 Planck 常 数 ， 其 量 值 为 6.63 10-34J s. 该式表明：分子吸收电磁波，从该式表明：分子吸收电磁波，从低能级低能级跃迁到跃迁到高能高能级级，其吸收光的频率与吸收能量有关系。，其吸收光的频率与吸收能量有关系。 由此可见，由此可见，与与E，成反比，即成反比，即，（每秒（每秒的振动次数的振动次数），），E。 在分子光谱中，根据电磁波的波长（在分子光谱中，根据电磁波的波长（）划分为几

3、个）划分为几个不同的区域，如下图所示：不同的区域，如下图所示： 微粒性：可用光量子的能量来描述：微粒性：可用光量子的能量来描述： 分子的总能量由以下几种能量组成：分子的总能量由以下几种能量组成：E总=Ee+Ev+Er电子能振动能转动能紫外光谱可见光谱红外光谱所需能量较 ，波长较微波波谱电子自旋 红外光谱红外光谱（Infrared Spectra, IR） 在真实分子中在真实分子中, 原子处于不断的运动之中。这种运动可分原子处于不断的运动之中。这种运动可分为两大类：一是为两大类：一是振动振动, 包括键的伸缩振动和弯曲振动；二是包括键的伸缩振动和弯曲振动；二是转转动动, 即原子沿着键轴作相对的转动

4、。即原子沿着键轴作相对的转动。红外光谱就是由分子吸收红外光谱就是由分子吸收红外光后，引起红外光后，引起振动能级振动能级的跃迁而得到的的跃迁而得到的。 红外光谱就是测定有机物在用中红外区域波长的光红外光谱就是测定有机物在用中红外区域波长的光（4000cm-1 400cm-1 ，2.5m mm25m25mm）照射时的吸收情况。）照射时的吸收情况。 通过通过IR测定测定，可以得知一个化合物中存在哪些官能团可以得知一个化合物中存在哪些官能团。还可还可以象鉴定指纹和照片那样以象鉴定指纹和照片那样，通过通过IR来鉴别化合物来鉴别化合物。一、红外光谱的表示方法一、红外光谱的表示方法 %100%0IIT%10

5、0%0IIT%100%0IIT 通常通常IR的的纵坐标为百分透过率纵坐标为百分透过率，以以T% %表示表示。T越小，吸收越越小，吸收越大。大。横坐标横坐标有两种：有两种：波长波长(m mm) 和和波数波数(cm-1 )。两者可互换。两者可互换:百分透过率百分透过率: T%=I /I0100吸收度：吸收度： A=lgI0 /In n (cm-1 )=104/l l(m mm)。I：表示透过光的强度；：表示透过光的强度； I0：表示入射光的强度。：表示入射光的强度。 非常强峰非常强峰（vsvs） 100 强峰强峰（s s） 20 100 中强峰中强峰（m m） 10 20 弱峰弱峰（w w） 1

6、s)五邻氢五邻氢邻二取代邻二取代 750(ms) 四邻氢四邻氢间二取代间二取代 800(孤氢孤氢),700 (ms)三邻氢三邻氢对位取代对位取代 850800 (ms)二邻氢二邻氢五取代五取代880 (w)孤立氢孤立氢d d ArH (900690cm-1)吸收情况与苯环的取代情形吸收情况与苯环的取代情形CH3CH35、醇、酚、醚：、醇、酚、醚：主要看主要看n n OH(36503200cm-1),n n CO(13001000cm-1) 不存在氢键的游离醇不存在氢键的游离醇(极稀溶液中极稀溶液中):36503600cm-1醇醇 n n OH 一聚体一聚体 : 35003450: 350034

7、50cm-1 多聚体多聚体 : 34003200: 34003200cm-1 伯醇伯醇 1050 cm-1 仲醇仲醇 1125 cm-1 n n CO 叔醇叔醇 1200 cm-1 酚酚13001200 cm-1 醚醚：13001000。醇酚酸酯等有干扰，故用。醇酚酸酯等有干扰，故用 IR单独鉴定醚较困难。单独鉴定醚较困难。酚酚 n n OH : 36103600: 36103600cm-1三者的异同点：三者的异同点： 1. .缔合缔合O OH H的伸的伸缩振动吸收峰：缩振动吸收峰：均出均出现在现在3350cm-1处左右，处左右，差距不大。差距不大。 2. CO键键的伸的伸缩振动吸收峰缩振动吸

8、收峰有明显有明显的差异：的差异： 伯醇：伯醇：10501085cm-1； 仲醇：仲醇：11001125cm-1； 叔醇：叔醇：11501120cm-1。 6. .醛与酮醛与酮 二者的异同点：二者的异同点： 1. .在在1700cm-1处均有一个强而尖的吸收峰，处均有一个强而尖的吸收峰，为为 CO( (羰基羰基) )的特征吸收峰。的特征吸收峰。 CO（羰基）吸收峰的位置与其邻近基团有关，若（羰基）吸收峰的位置与其邻近基团有关，若羰基与双键共轭，吸收羰基与双键共轭，吸收峰将向低波数区位移。峰将向低波数区位移。 2. .醛基在醛基在2715cm-1处有一个强度中等的尖峰，处有一个强度中等的尖峰，这是

9、鉴这是鉴别分子中是否存在别分子中是否存在 CHO的特征基团。的特征基团。 ( (C CH H3 3) )2 2C CH HC CH H2 2C CC CH H3 3O OO O( (C CH H3 3) )2 2C C C CH HC CC CH H3 3O OC CO OH H/ /c cm m- -1 11 17 71 17 71 17 71 15 51 16 69 90 01 17 70 00 0 1. .OH 伸缩振动吸收峰：二聚体伸缩振动吸收峰：二聚体30002500cm-1； 2. .CH 伸缩振动吸收峰：伸缩振动吸收峰： 3. .CO 伸缩振动吸收峰：伸缩振动吸收峰：172517

10、00cm-1（脂肪族（脂肪族 羧酸），羧酸），17001680cm-1 （芳香族羧酸）。（芳香族羧酸）。 7. 羧酸及其衍生物羧酸及其衍生物 1. CO伸缩振动：在伸缩振动：在18501780 cm-1、17901740 cm-1两处两处同时出现。同时出现。 2. COC伸缩振动：伸缩振动：13001050cm-1（强吸收）。（强吸收）。 QUESTION 1：分子式为分子式为C8H8O，根据以下红外光谱数据，根据以下红外光谱数据，试推测该化合物的结构。试推测该化合物的结构。 Irn nmaxcm-1:3030(m), 1690(s), 1600(m), 1580(m), 750(ms), 700(ms), 在在2700无吸收峰。无吸收峰。ANSWER：CCH3 OCH(CH3)2QUESTION 2: 根据某化合物根据某化合物(C9H12)的红外谱图的红外谱图,确定其结构。确定其结构。解解：求不饱和度求不饱和度：u=(92+2)-122=4 (可能含有苯环可能含有苯环) 看官能团区看官能团区：1、2、3、4、5。 nsp2CHnsp3 CH苯环dsp3CH寻找相关峰寻找相