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第四章红外吸收光谱法

(Infrared,简称IR谱)第四章红外吸收光谱法

(Infrared,简称IR谱)1学习目的通过本章学习应了解红外吸收光谱与分子结构的关系,能解析红外光谱图。应掌握红外吸收光谱产生的条件及吸收峰的位置、峰数、峰强度取决于哪些因素;掌握主要有机化合物的红外光谱特征,吸收频率与基团的关系以及影响吸收频率的一些因素;能够确定八个主要的光谱区域,并能鉴别在这些区域里引起吸收的键振动的类型;能够利用红外光谱鉴别各种异构体,能够解析简单化合物的结构。学习目的通过本章学习应了解红外吸收光谱与分子结构的关系,能解2本章主要内容4.1红外光谱法概述4.2红外光谱法基本原理4.3红外吸收光谱的基团频率和特征吸收4.4红外吸收光谱在有机结构分析中的应用4.5激光拉曼光谱简介本章主要内容4.1红外光谱法概述34.1红外光谱法概述4.1.1红外吸收光谱法研究的对象红外吸收光谱用于研究分子振动(转动)能级跃迁。红外吸收光谱(Infrared,简称IR谱)是利用物质分子对红外光区电磁辐射的选择性吸收特性来进行结构分析,定性和定量分析的一种方法。具体的说:IR谱是根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知物的结构,依照特征吸收峰的强度来进行定量分析。4.1红外光谱法概述4.1.1红外吸收光谱法研究的对象44.1.2红外光谱区域习惯上按红外线波长,将红外光谱分成三个区域:近红外:0.78-2.5μm(12820-4000cm-1)中红外:2.5-25μm(4000-400cm-1)远红外:25-300μm(400-33cm-1)。其中中红外区是IR谱研究的主要区域。4.1.2红外光谱区域54.1.3红外光谱图表示法。实例说明。纵坐标:百分透过率;(T﹪)横坐标:吸收频率(cm-1)。4.1.3红外光谱图表示法。实例说明。6图1.对硝基苯甲醛的红外光谱

图1.对硝基苯甲醛的红外光谱7

图2.乙酸乙酯的IR谱图图2.乙酸乙酯的IR谱图84.2红外光谱法基本原理4.2.1红外吸收光谱产生的条件★1.红外吸收光谱产生的第一个条件是:辐射能应等于相应分子振动能级间能级差。即△E振动=hν辐射。基频峰:由基态振动能级吸收相应的辐射能跃迁至第一振动激发态所产生的吸收峰。4.2红外光谱法基本原理4.2.1红外吸收光谱产生的条件9以双原子分子为例说明分子的振动能级。A~~B可以看成沿键轴方向的简谐振动,由量子力学证明:分子振动总能量为:Ev=(V+1/2)hν式中V—振动量子数(取值0,1,2…)

ν—分子振动频率ΔEv=ΔV·hν根据跃迁选律,ΔV=±1,±2,±3…的跃迁为允许跃迁。以双原子分子为例说明分子的振动能级。10由上述原理,当红外辐射能等于分子振动能级间的能量差时,则分子吸收辐射能由基态振动能级(V=0)跃迁至不同的振动激发态(V=1,2,3…)。★由基态振动能级跃迁至第一振动激发态及V0→1时所产生的吸收峰称为基频峰。此时ν分=ν辐

也就是说基频峰在红外谱图中位置等于双原子分子的振动频率。★对多原子分子来说呢?★在红外谱图中,除基频峰外,还有什么峰?由上述原理,当红外辐射能等于分子振动能级间的能量差时,则分子11★在红外光谱中,是不是倍频峰一定是基频峰的整数倍呢?★在红外光谱中,是不是倍频峰一定是基频峰的整数倍呢?12★2.红外吸收光谱产生的第二个条件是:

分子在振动过程中必须有偶极矩的改变。此振动为红外活性,否则为非红外活性。就整个分子而言,分子是呈电中性的,但由于构成分子的各原子价电子得失的难易程度各异,而表现出不同的电负性,分子也因此而显示不同的极性。通常可用分子的偶极矩μ来描述分子极性的大小。★2.红外吸收光谱产生的第二个条件是:13μ﹦q·d式中:q表示正或负电荷电量,d表示正负电荷中心距离。例如:H2O是极性分子,正、负电荷中心距离为d,三个原子在平衡位置总是不断的振动,振动过程中,d的瞬时值随着化学键的伸长或缩短而不断的发生变化,因此分子的偶极矩也发生相应的改变,分子也就具有确定的偶极矩变化频率。μ﹦q·d14CO2是对称分子,正、负电荷中心重叠,d=0,则μ=0,因此CO2是一个非极性分子。在振动过程中,如果两个化学键同时伸长或缩短(称为对称伸缩振动),则d始终为0,偶极矩不改变,这种振动不产生红外吸收,称为非红外活性。如果分子在振动时,一个键伸长的同时,另一个键缩短(称为不对称伸缩振动),则分子的正、负电荷中心不再重叠,d≠0,偶极矩发生改变,这种振动将产生红外吸收,为红外活性。可见并非所有的振动都会产生红外吸收,只有发生偶极矩变化的振动才能引起可观测的红外吸收谱带。CO2是对称分子,正、负电荷中心重叠,d=0,15结论★当一定频率的红外光照射物质分子时,如果分子中某个基团的振动频率和它一样,二者就会产生共振,此时光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子,这个基团就吸收一定频率的红外光产生振动跃迁。在红外谱图上就产生一个吸收峰。结论★当一定频率的红外光照射物质分子时,如果分子中某个基团164.2.2分子振动方程分子振动方程是以双原子分子为例,由经典力学中的Hooke定律导出:☆(4-1)式中:k—以N/cm为单位表示的化学键的力常数μ—以2个原子的摩尔质量表示的折合质量1303—等于cm-14.2.2分子振动方程cm-117上式推广到多原子分子并且可以得出:1.吸收峰的位置即基团振动频率与化学键的力常数成正比,与折合质量成反比,若已知K和μ,则可计算出各基团基频吸收峰的位置。2.由于各种有机化合物结构不同,它们的原子质量和化学键力常数各不相同,就会出现不同的吸收频率,因此各有其特征的红外吸收光谱.这就是IR谱可以鉴定有机化合物结构的理论依据。上式推广到多原子分子并且可以得出:1.吸收峰的位置即基团振动184.2.3分子振动形式分子振动形式1.振动的基本形式2.分子振动自由度①伸缩振动②变形振动①3n-5(线性分子)②3n-6(非线性分子)4.2.3分子振动形式分子振动形式1.振动的基本形式2.分19★讨论分子振动形式可以了解吸收峰的起源,即吸收峰是由什么振动形式的能级跃迁所引起的;可以从理论上讨论振动形式的数目与原子数目间的关系;可以粗略估计基频峰的可能数目。★理论上计算的一个振动自由度,在IR谱中相应产生一个基频吸收峰!☆请同学们计算H2O和CO2的振动自由度,并说明他们在IR谱中各有几个吸收锋?★讨论分子振动形式可以了解吸收峰的起源,即吸收峰是由什么振动203.影响峰数减少的原因:①振动过程的非红外活性;②由于分子结构对称性的缘故,某些振动频率相同,它们彼此发生简并;③仪器分辨率不高,对一些频率很近的吸收峰分不开,灵敏度不高,检测不出来;④吸收峰的频率超过了仪器的可测范围。3.影响峰数减少的原因:①振动过程的非红外活性;214.2.4红外吸收峰的强度红外吸收峰的强度取决于振动能级的跃迁几率和振动过程中偶极矩变化的大小等两个主要因素。跃迁几率越高,偶极矩变化越大,则吸收峰越强。具体是:1.基频峰→强或较强→跃迁几率高。2.极性较强的分子或基团→强→μ变化大。如C=O的伸缩振动,Si-O,C-Cl,C-F等的伸缩振动,在IR谱中都是强峰。3.同种分子或基团浓度高→较强→跃迁几率增大。4.峰的强度与振动形式有关,一般是伸缩振动强于变形振动。5.溶剂的种类有一定的影响(形成氢键时强度增大)4.2.4红外吸收峰的强度红外吸收峰的强度取决于振动能级的跃224.3红外吸收光谱的基团频率和特征吸收红外吸收光谱的最大特点是具有特征性。复杂分子中存在许多原子基团,各个原子基团(化学键)在分子被激发后,都会产生特征的振动。分子的振动实质上可归结为化学键的振动,因此IR谱的特征性与化学键振动的特征性是分不开的。通过研究大量化合物的IR谱后发现,同一类型化学键的振动频率是非常相近的,总是出现在某一范围内,因此,凡是能用于鉴定原子基团存在并有较高强度的吸收峰,称为特征吸收峰,其对应频率称为特征频率或基团频率。一个基团除了有特征峰外,往往还有相关峰,他们相互关联且相互佐证。4.3红外吸收光谱的基团频率和特征吸收红外吸收光谱的最23尽管每种基团频率具有特征性,但是由于基团所在的化学环境不同,又具有一定的差别,这种差别常常能反映出分子结构上的特点。因此只要掌握各种基团的振动频率及其位移规律,就可应用IR谱来鉴定化合物中存在的基团及其在分子中的相对位置,进而推断化合物的结构。尽管每种基团频率具有特征性,但是由于基团所在的化学环境不同,24

★通过大量实验结果,发现虽然不同基团(官能团)有不同的吸收频率。但可以把它们分组,通常划分为8个最重要的频率区,即“八区域法”区域波数(cm-1)键的振动类型Ⅰ3700-3200νo-H

νN-HⅡ3300-3000ν≡C-Hν=C-HνAr-H

Ⅲ3000-2400νc-H

(CH3,

CH2,CH,O=C-H)

★通过大量实验结果,发现虽然不同基团(官能团)有不同的吸收25Ⅳ2400-2100νC≡CνC≡Nνc=C=C,N=C=O

Ⅴ1850-1650νc=O(醛、酮、酸、酯、酰胺、酐)Ⅵ1680-1500νC=CνC=NⅦ1475-1000δC-H(饱和)νC-OνC-CνC-O-CⅧ1000-650γ≡C-HγAr-HγCH2Ⅳ2400-210026★其中4000-1300cm-1为官能团区,在这个区域,每个红外吸收峰都和一定官能团相对应,原则上每个吸收峰均可找到归属。★1300-400cm-1为指纹区,在此区域内红外吸收峰很多,大量吸收峰仅显示了化合物的红外特性,其中大部分不能找到归属,但这大量的吸收峰表示了有机化合物分子的具体特征,犹如人的指纹。☆两个不同的化合物在指纹区一定有不同的峰。因此要注意的是:若把未知物IR谱与已知标准谱图比较,不仅官能团区要吻合,指纹区也要完全吻合才是同一化合物。★其中4000-1300cm-1为官能团区,在这个区27★熟记下列官能团的吸收频率范围Ⅰ(cm-1)Ⅱ(cm-1)Ⅲ(cm-1)Ⅳ(cm-1)OH:3600~3200NHNH2CHCH2CH3C≡CX=Y=ZC≡N2300~1900C=O1850~1650C=C苯环1680~15003500~32003000~2700饱和的<3000★熟记下列官能团的吸收频率范围Ⅰ(cm-1)Ⅱ(cm-1)Ⅲ28课堂练习★例1.从下面的红外光谱图判断可能有什么基团存存?没有什么基团存在?课堂练习★例1.从下面的红外光谱图判断可能有什么基团存存?没29例2.一个化合物的红外光谱如图,推测其结构是Ⅰ还是Ⅱ?ⅠⅡ例2.一个化合物的红外光谱如图,推测其结构是Ⅰ还是Ⅱ?ⅠⅡ304.3.1官能团区1.区域Ⅰ为O-H、N-H伸缩振动区4.3.1官能团区1.区域Ⅰ为O-H、N-H伸缩振动区31表1:不同类型的νO-H,νN-H基团类型波数(cm-1)峰的强度附注νO-H醇、酚游离缔合3700~32003700~35003450~3200强、(特征)较强、尖强、宽(特征)在3600~3200cm-1之间有两个吸收峰νO-H羧羟基游离缔合~35353000~2500强而宽(很特征)在气态下可看到游离的0H峰,一般以二聚体存在νN-H胺游离缔合3500~33003500~3100弱而稍尖弱而尖1胺是双蜂2胺是单峰3胺无吸收峰νN-H酰胺3500~3300可变伯酰胺有两个吸收峰仲酰胺只有一个峰叔酰胺无吸收峰。。。表1:不同类型的νO-H,νN-H基团类型波数(cm-132①羟基与胺基吸收峰的区别★无论游离的N-H与缔合N-H,其伸缩振动峰的强度都比形成氢键缔合的O-H峰弱而尖。此外,可观察到νC-N的特征频率为1300~1200cm-1比νC-O的1150~1040cm-1高,且峰较强。②酰胺与胺的区别①羟基与胺基吸收峰的区别33③醇、酚与酸的区别★醇(酚)的νO-H的吸收峰位置比羧酸高。醇往往有两个吸收峰,而酸只有一个强而宽的峰。酸还有νC=O峰。★课堂练习如何区别下列化合物?CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2NH2(CH3CH2)2NHCH3CH2CH2COOH③醇、酚与酸的区别342.区域Ⅱ和Ⅲ(3300~2400cm-1)此区域为C-H伸缩振动区,主要用来作为鉴定炔烃、烯烃、苯环与饱和C-H键的存在。>3000cm-1为不饱和C-H伸缩振动,<3000cm-1为饱和C-H伸缩振动。2.区域Ⅱ和Ⅲ(3300~2400cm-1)35表2:不同类型的νC-H键的类型波数(cm-1)峰的强度附注C≡C-H=C-HAr-H~3300~3100-3040~3030高强峰,尖中强(双峰)中强可与νOHνNH区分开因二者峰强度较低,用NMR区别更有效CH3CH2CH2960,28702930,28502800高强(双峰)高强(双峰)低强双峰是因为有νas和νs因大部分有机物都有这两个基团,所以这些峰特征性差H-C=OνS-HνP-H2820,27202600-2550~2400低强(双峰)尖弱,尖弱,尖醛的双峰是由νCH和δCH的倍频间Fermi共振引起的表2:不同类型的νC-H键的类型波数(cm-1)峰的强度363.区域Ⅳ:此区域为C≡C,C≡N和累积双键伸缩振动区。键的类型波数(cm-1)峰强度附注HC≡CR2140~2100强RC≡CR2260~2190弱,可变RC≡CR无吸收拉曼光谱强吸收RC≡N2260~2240中强,尖ArC≡N2240~2220中强,尖M﹣C≡O2200~1700N≡N2280~2240强RN﹣N≡N2160~2120强RN﹦C﹦O2275~2250很强RN﹦C﹦NR2155~2130强C﹦C﹦O2150强C﹦C﹦C1980~1950中强O﹦C﹦O2349中强′3.区域Ⅳ:此区域为C≡C,C≡N和累积双键伸缩振动区。键374.区域Ⅴ(1850~1650cm-1):为νC=O羰基是红外光谱研究最多,也是最重要的。由于C=O的电偶极矩较大,所以表现为一特征的强峰。各类羰基化合物因邻近基团的不同,其峰位置也不同。具体见下表:4.区域Ⅴ(1850~1650cm-1):为νC=O羰基是红38羰基类型波数cm-1峰强附注酸酐(RCO)2O1850~1800强(双峰)二峰间隔1780~1740约60cm-1

酰卤RCOX1815~1785强酯:五元环内酯1780~1760强六元环内酯1750~1730强RCOOR’1740~1710强醛RCHO1740~1720强酮RCOR’1725~1700强酸RCOOH1725~1700强(单体1760cm-1)酰胺RCONH21660~1640强(单体1690cm-1)羰基类型波数cm-1395.区域Ⅵ(1680~1500cm-1):

是双键伸缩振动区双键类型波数(cm-1)强度C=C1680~1620可变C=N1690~1640可变N=N1630~1575可变苯环1600,1580,1500,1450可变(骨架振动)5.区域Ⅵ(1680~1500cm-1):

是双键伸缩振动区40①.分子比较对称时νC=C很弱,常看不到,这种情况可用拉曼光谱观察。②.含苯环化合物其苯环骨架振动区在1600,1580,1500和1450cm-1有2~3个峰,中等强度,这是鉴别苯环存在的主要证据。只要有其中2~3个吸收峰,即可确定有苯环存在。①.分子比较对称时νC=C很弱,常看不到,这种情况可用拉曼光411600cm-1谱带总是出现1580cm-1通常很弱,常是1600cm-1的肩峰。是苯环与其他π体系或n电子共轭的证明,此时为强峰。1500cm-1谱带较强,当有NO2或其他吸电子π体系与苯环相连时,1500cm-1消失!1450cm-1常和δC–H重叠★★1600cm-1谱带总是出现1580cm-1通42③.C=C的高频区虽然与C=O的吸收峰重叠,但C=C的强度低于C=O,可以区别。不过当碳碳双键与羰基共轭时,则碳碳双键吸收强度增大,但还是低于羰基。当碳碳双键与氧相连时C=C–O(乙烯醚),则νC=C大增。③.C=C的高频区虽然与C=O的吸收峰重叠,但C=C的强度低43④.环内外双键的伸缩振动环外双键νC=C随环张力增大而增大;环内双键则相反。1680cm-11660cm-11650cm-11565cm-11610cm-11645cm-1④.环内外双键的伸缩振动1680cm-11660cm-11644课堂练习如何用IR谱区别化合物A和BAB课堂练习如何用IR谱区别化合物A和BAB454.3.2指纹区(区域Ⅶ与区域Ⅷ)区域Ⅶ(1475~1000cm-1)与区域Ⅷ(1000~650cm-1),其中1300~650cm-1称为指纹区。两个不同的化合物在这个频率范围里一定有不同的峰。此区域一般是一些单键(C-C、C-O、C-N)的伸缩振动,甲基和亚甲基的C-H弯曲振动以及分子骨架的伸缩振动所引起的。因此,一般化合物在这个区域中常呈现很多强弱不等的吸收峰。这些峰的位置不易与分子局部的键或官能团相关联,在此区域往往只有2~3个强峰可辨认,其余峰很难找到归属。4.3.2指纹区(区域Ⅶ与区域Ⅷ)区域Ⅶ(1475~1000461.在指纹区有些峰可用来判断官能团①CH3的C-H变形振动1460cm-1和1380cm-1CH2的C-H变形振动1465cm-1。二甲基的C-H变形振动在1380cm-1附近分裂为双峰等。1.在指纹区有些峰可用来判断官能团47②、C-O键的判别★利用C-O和C-O-C的伸缩振动(1350~1000cm-1)强宽峰可判别醇,醚和酯类化合物。一级醇νC-O1050cm-1和1350~1260cm-1有峰二级醇νC-O1100cm-1和1350~1260cm-1有峰三级醇νC-O1150cm-1和1410~1310cm-1有峰醚的特征峰吸收位置:νas(c-o-c)1150~1060cm-1(s)

νs(c-o-c)1075~1020cm-1(m)酯的特征峰吸收位置:νas(c-o-c)1260~1160cm-1(s)

νs(c-o-c)1160~1050cm-1(s)②、C-O键的判别48③、-NO2的判别硝基的伸缩振动为1350cm-1(对称)在此区域,还有一个峰1560cm-1(不对称)在上一区域。

硝基苯的IR谱图③、-NO2的判别硝基苯的IR谱图49★2.双键取代特征的判别RCH=CH2

δC-H(面外)有两个峰:990,910cm’(s)RCH=CHRR2C=CH2(V-型)δC-H(面外)890cm’(中→强)(单峰)R2C=CHR(T-型)δC-H(面外)840~790cm’(ms)(单峰)(cis-)δC-H(面外)一个峰:690cm’(较弱)(trans-)δC-H(面外)一个峰:970cm’(较强)★2.双键取代特征的判别(cis-)δC-H(面外)一个50课堂练习下列A、B两个化合物他们在IR谱上有何区别?AB课堂练习下列A、B两个化合物他们在IR谱上有何区别?AB513.苯环取代类型的判别①位于900~690cm-1是因γC-H(面外)引起的吸收峰,对于确定苯环的取代类型很重要。具体图形和数据请见教材P49(图3-20)。②此外,苯环的取代类型有时也利用2000~1600cm-1区域的泛频峰加以鉴定,但泛频峰因强度太弱,常需大大增加样品的浓度方可测出。3.苯环取代类型的判别①位于900~690cm-1是因γC52综合以上所述,利用红外光谱识别芳香化合物的主要“相关”峰有五个综合以上所述,利用红外光谱识别芳香化合物的主要“相关”峰有五53序号波数cm-1峰强附注1.~3030mνAr-H2.2000-1600wγC-H可用来确定苯环取代类型3.1600-1430a.1600±5m→s一般总是出现b.1580±5m仅当苯环与双键或具有孤对电子c.1500±5不定,一般为m当有强吸电子基团与苯d,1450±10m如分子中存在烃基,往往与4.1225-950w.尖δC-H苯环上有极性基团时强↑5.900-690m→sγC-H非常特征,主要用于判别的基团共轭时才为主峰环相连时,此峰消失δC-H重叠,故用途不大苯环取代类型序号波数cm-1峰强544.在1000-650cm-1区域中,还有(-CH2-)n链C-H面外摇摆振动产生的一个峰,这个峰在结构分析中也具有重要地位,当n≥4时吸收峰位置为722cm-1,当n≤3时,随着n的减少,其吸收峰位置逐渐向高波数方向移动。n≥4~722cm-1n=3~740cm-1n=2~754cm-1n=1~810cm-14.在1000-650cm-1区域中,还有(-CH2-)n链554.3.3影响基团频率的因素尽管每种基团频率具有特征,但是由于基团所处的化学环境不同,又具有一定的差异。这种差别常常能反映分子特征结构上的特点。因此了解基团频率的影响因素非常重要。现以C=O伸缩振动频率为例加以说明。影响因素1.诱导效应(I效应)2.共轭效应(C效应)3.氢键的影响4.环张力5.振动偶合6.费米共振7.物态变化4.3.3影响基团频率的因素尽管每种基团频率具有特561.诱导效应(I效应)凡羰基碳上直接连有电负性基团时,使νC=O向高波数移动。1715cm-11828cm-11800cm-11928cm-11.诱导效应(I效应)1715cm-11828cm-118057若X不是直接连在羰基碳上,如α–碳上,约增加20cm-1例如α–氯代环己酮↔νC=O:1745cm’νC=O:1725cm’若X不是直接连在羰基碳上,如α–碳上,约增加20cm-1↔ν582.共轭效应(C效应)当有双键与羰基共轭时,使羰基伸缩振动频率向低波数移动。νC=O在1685-1660cm-1,比一般酮的νC=O1715cm-1低约30-35cm-1。见下面两例:2.共轭效应(C效应)59νC=O1686cm-1νC=O1693cm-1例1.νC=O1686cm-1νC=O1693cm-1例1.60νC=O1650-1680cm-1νC=O1735cm-1例2.νC=O1650-1680cm-1νC=O1735cm-1例613.氢键的影响无论是分子间氢键还是分子内氢键,均使羰基伸缩振动频率下降,峰变宽!(一般强度增大)例如:羧酸游离:νC=O~1760cm-1缔合:νC=O~1710cm-1

β二酮νC=O1709cm-1νC=O1640-1530cm-13.氢键的影响β二酮νC=O1709cm-1νC=O1640624.环张力环张力大,羰基伸缩振动频率高。例如:不同环酮的羰基伸缩振动频率:1800cm-11775cm-11750-1740cm-11710cm-1七,八元环酮1710cm-14.环张力1800cm-11775cm-11750-174063内酯系列也类似:νC=O1830cm’1770cm’1740cm’内酯系列也类似:νC=O1830cm’1770cm’174064课堂练习下列化合物的红外光谱有什么区别?(A)(B)(C)课堂练习下列化合物的红外光谱有什么区别?(A)(B)(C)655.振动偶合

★当两个频率相同或相近的基团连接在一起时,会发生相互作用而使谱峰分成两个,一个频率比原来的高,另一个比原来的低,这种两个基团间的相互作用称为振动偶合。例如:①酸酐的两个羰基有两个峰;②二元酸的两个羰基有两个峰。5.振动偶合66丙酸酐的红外光谱丙酸酐的红外光谱676.费米共振(FermiResonance)

★当一个振动的倍频与另一个振动的基频接近时,由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分,这种现象称费米共振。例如:醛类及酰氯化合物(参见下面IR谱)。6.费米共振(FermiResonance)68苯甲醛的IR谱图2820cm’和2730cm’的双峰苯甲醛的IR谱图2820cm’和2730cm’的双峰69苯甲酰氯的红外光谱1773cm’和1736cm’的双峰苯甲酰氯的红外光谱1773cm’和1736cm’的双峰707.物态变化及溶剂影响(参见教材43-44页)请看一些基团的红外吸收振动模型7.物态变化及溶剂影响(参见教材43-44页)714.4红外吸收光谱在有机结构分析中的应用4.4.1鉴定已知化合物的结构1.将样品与标准样品在同样条件下测试红外光谱,并进行对照。若二者完全相同则可肯定为同一化合物(对映异构体除外)2.若无标准样品,则可查找标准图谱(例如Sadtlerstandardinfraredspectra)进行对照,注意所使用的仪器及测定条件是否与标准谱图一致。4.4红外吸收光谱在有机结构分析中的应用4.4.1鉴定已知化724.4.2确定未知化合物的结构未知化合物结构鉴定是在“各基团都有自己的特征峰”这个基础上进行的。用IR谱进行未知物结构鉴定是比较复杂的,至今没有一定的规则。谱图解析重要依靠对光谱与化学结构关系的理解和经验积累,灵活运用基团频率及其位移规律逐步推出正确的结构1.对于结构比较简单的未知物,可依靠IR谱提供的信息和所给出的分子式,把它的结构推导出来。2.对于结构相对复杂的未知物,还需要结合UV,NMR,MS以及其它理化数据综合分析。4.4.2确定未知化合物的结构734.4.3红外光谱解析1.红外光谱解析程序。★①根据提供的分子式,计算不饱和度U(不饱和度)=1+n4+(n3-n1)/2式中,n1,n3和n4分别代表Ⅰ价,Ⅲ价和Ⅳ价元素的原子数目;②先官能团区后指纹区;先强峰后弱峰;先肯定后否定,指出各吸收峰的归属,确定各结构单元和骨架结构;③根据结构单元和骨架结构组成可能的结构式;④根据所推结构式验证各吸收峰的归属,或与标准图谱比较。4.4.3红外光谱解析1.红外光谱解析程序。742.红外光谱解析实例用实例来说明有机化合物红外光谱的解析过程和技巧。参见教材P67-72例1-6。下面再举几个例子:2.红外光谱解析实例75例1:分子式C6H14红外光谱如下,推导其结构。例1:分子式C6H14红外光谱如下,推导其结构。76例2:分子式C4H5N,IR谱如下,推导其可能结构。例2:分子式C4H5N,IR谱如下,推导其可能结构。77例3:某化合物的分子式为C6H10O,根据红外光谱推测可能的结构例3:某化合物的分子式为C6H10O,根据红外光谱推测可能的78例4:某化合物的分子式为C9H8O,根据红外光谱推断其结构例4:某化合物的分子式为C9H8O,根据红外光谱推断其结构79例5:分子式C9H12O,IR谱如下,推导其可能结构例5:分子式C9H12O,IR谱如下,推导其可能结构80例6:分子式C7H8S,IR谱如下,推导其可能结构。例6:分子式C7H8S,IR谱如下,推导其可能结构。81例7.分子式C7H7

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