仪器分析 课件 15.5 红外光谱的应用

*第十五章

红外吸收光谱分析法15.5.1红外谱图解析一般步骤15.5.2化合物结构鉴定15.5.3标准红外谱图库简介15.5.4定量分析第五节红外吸收光谱的应用

Infraredabsorptionspectroscopy,IRApplicationofInfraredabsorptionspectroscopy*15.5.1红外谱图解析的一般步骤解析前应了解尽可能多的信息2.计算不饱和度3.确定所含的化学键或基团4.根据频率位移值考虑邻接基团及其连接方式5.与标准谱图对照6.配合其他分析方法综合解析*不饱和度计算

定义：分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。

计算式：

化合物CxHyNzOn

u=x+(z–y)/2+1

x

，y

，z分别为分子中四价、三价、一价元素数目。

作用：推断分子中含有双键，三键、环、芳环的数目，验证谱图解析的正确性。

例：

C9H8O2

u=9+（0

–8）/2+1=6*15.5.2化合物结构鉴定1.未知物*2.推测C4H8O2的结构解：1）u=1-8/2+4=12）峰归属3）可能的结构*3.推测C8H8纯液体解：1）u

=1-8/2+8=52）峰归属3）可能的结构

*4.C8H7N，确定结构解：1）u

=1+（1-7）/2+8=62）峰归属3）可能的结构*可能结构：*5.谱图解析

(1)两种酮羰基，苯共轭C＝O：1680cm-1，甲基酮型C＝O：1718cm-1。(2)苯环C-H：3080cm-1，苯环骨架振动：1600cm-1，1580cm-1，苯环骨架伸缩振动：1450cm-1；苯环单取代的两个特征峰：750cm-1，700cm-1。(3)饱和碳氢吸收：2962cm-1，～2873cm-1，强度低；CH3非对称变形在1420cm-1，对称变形振动：1360cm-1（甲基酮特征）。*6.推测化合物C8H8O的结构谱图解析：1）u

=n4+1+（n3-n1）/2=8+1-8/2=52）峰归属3）可能的结构

*解析过程：C8H8O

u=5可能结构：*7.推测化合物C8H8O的结构谱图解析：1）u

=n4+（n3-n1）/2+1=8+1-8/2=52）峰归属3）可能的结构

*解析过程：C8H8Ou=5可能结构：*8.推测化合物C8H8O2的结构解：1）u

=52）峰归属3）可能的结构

*解析过程：C8H8O2，u

=5可能结构：*9.化合物C6H12的结构确定解：1）u

=12）峰归属3）可能的结构*可能结构：b*10.化合物C3H7NO的结构确定解：1）u

=12）峰归属3）可能的结构*可能结构：3294cm-1,1655cm-1，1563cm-1三个峰是仲酰胺的特征。羰基倍频：1655cm-1×2=3310cm-1使N－H伸缩振动峰加高。

*15.5.4标准红外谱图库简介1.萨特勒（Sadtler）标准红外光谱图库。2.应用最多，七万多张的红外谱图，每年增补。该谱图集有多种检索方法，例如分子式索引、化合物名称索引、化合物分类索引和相对分子质量索引等。3.

Aldrich红外谱图库。4.SigmaFourier红外光谱图库。5.一些仪器厂商开发的联机检索谱图库。*15.5.3红外光谱的定量分析

通过对特征吸收谱带强度的测量来求出组份含量。理论依据：朗伯-比尔定律：

A=-lg(I/I0)=lg(1/T)=•c

•l特点：（1）红外光谱的谱带较多，选择的余地大，能方便地对单一组分和多组分进行定量分析。（2）不受样品状态的限制，能定量测定气体、液体和固体样品，测溶液普遍。（3）但红外光谱法定量灵敏度较低，尚不适用于微量组分的测定。*选择吸收带的原则：1.一般选组分的特征吸收峰，并且该峰应该是一个不受干扰和其他峰不相重叠的孤立的峰。例如：分析酸、酯、醛、酮时，应该选择与羰基（>C=O）振动有关的特征吸收带。2.所选择的吸收带的吸收强度应与被测物质的浓度有线性关系。3.若所选的特征峰附近有干扰峰时，也可以另选一个其他的峰，但此峰必须是浓度变化时其强度变化灵敏的峰，这样定量分析误差较小。*定量方法：（1）一点法：不考虑背景吸收，直接从谱图中读取选定波数的透过率。（2）基线法：用基线来表示该吸收峰不存在时的背景吸收。

当采用KBr压片法、研糊法和液膜法进行定量分析时，由于样品的厚度难以精确控制，此时可采用内标法