东华大学波谱分析课件-第5章-红外吸收光谱3

1、1,第5章 红外吸收光谱,5.5 红外光谱仪及实验技术,5.6 红外吸收光谱的应用,2,5.5 红外光谱仪及实验技术,3,5.5.1 红外分光光度计,两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）,4,1. 内部结构,Nicolet公司的AVATAR 360 FT-IR,5,2. 傅立叶变换红外光谱仪结构框图,干涉仪,光源,样品室,检测器,显示器,绘图仪,计算机,干涉图,光谱图,FTS,6,3. 傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点,光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通过试样后，包含的光信息需要经过数学上的傅立叶变换解析成普通的谱图。 特点：(1) 扫描速度极快(1s)；适合仪器联用； (2)

2、不需要分光，信号强，灵敏度很高； (3)仪器小巧。,7,傅立叶变换红外光谱仪工作原理图,8,迈克尔干涉仪工作原理图,9,4. 色散型红外光谱仪主要部件,(1) 光源 能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或实心圆棒，直径1-3 mm，长20-50mm； 室温下，非导体，使用前预热到800 C； 特点：发光强度大；寿命0.5-1年； 硅碳棒：两端粗，中间细；直径5 mm，长20-50mm；不需预热；两端需用水冷却； (2) 单色器 光栅；傅立叶变换红外光谱仪不需要分光；,10,(3) 检测器 真空热电偶；不同导体构成回路时的温差电现象 涂黑金箔接受红外辐射； 傅立叶变换红外光谱仪采用热释

3、电(TGS)和碲镉汞(MCT)检测器； TGS：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化效应与温度有关，温度高表面电荷减少(热释电)； 响应速度快；高速扫描；,11,5.5.2 样品的处理和实验技术,1）气体气体池,2）液体：,液膜法难挥发液体（BP80C） 溶液法液体池,溶剂： CCl4 ，CS2常用。,3) 固体:,研糊法（液体石腊法） KBR压片法 薄膜法,12,5.6 红外吸收光谱的应用,13,5.6.1 红外光谱图解析步骤,确定分子式和计算不饱和度; 解析前应了解尽可能多的信息; 确定所含的化学键或基团 ; 先观察官能团区，找出存在的官能团，再看指纹区。如果是芳香族化合物，应定出苯环取代位置

4、，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 ; 根据官能团及化学合理性，列出几种可能的结构； (5) 与标准谱图对照分析; (6) 配合其它分析方法综合解析 .,14,5.6.2 红外光谱的定性分析,1) 标准红外谱图的应用,最常见的红外光谱标准谱图有萨特勒（Sadtler）标准红外光谱图库、Aldrich红外谱图库和Sigma Fourier红外光谱图库.,“Alphabetical Index”(化合物名称索引) “Chemical Classes Index” (化合物分类索引) “Molecular Formula Index”（分子式索引）,萨特勒（S

5、adtler）标准图库,同时检索紫外、红外 、核磁氢谱和核磁碳谱的标准谱图.,15,2) 已知化合物和官能团的结构鉴定,16,17,3) 异构体的鉴别,18,19,烯烃顺反异构体：,20,3.6.3 未知化合物结构分析,例1. 已知化合物分子式C11H22，根据IR谱图确定结构.,21,解：,1）不饱和度,2）峰归属,U=1-22/2+11=1,分子式: C11H22,22,-（CH2）4-,CH3CH2CH2CH2CH2 -CH=CH2,-CH=CH2,剩余部分：-C5H11：确定支化度,3）官能团,CH3,CH2,4）可能的结构,23,6）验证结构,5）确定结构,与正构烷烃比较1460cm

6、-1和1380cm-1两峰的相对强度,R+CH2CH2CH2CH2+ -CH=CH2,R:,不饱和度与计算结果相符；并与标准谱图对照证明结构正确。,24,例2. 某化合物分子式C8H7N，熔点为29；试根据如下红外谱图推测其结构。,25,解：,1）不饱和度,2）峰归属,U=1-7/2+1/2+8=6,分子式: C8H7N,26,3）官能团,CH3,CN,苯环,4）确定结构,6）验证结构,不饱和度与计算结果相符；并与标准谱图对照证明结构正确。,27,例3某化合物分子式C4H8O2，试根据如下红外光谱图，推测其结构。,28,解：,1）不饱和度,2）峰归属,U=1-8/2+4=1,分子式: C4H8

7、O2,29,1180cm-1,as（C-O-C）,1240cm-1,1160cm-1,3）官能团,CH3,CH2,C=O,C-O,4）可能的结构,5）确定结构,30,例4某化合物分子式C8H8，试根据如下红外光谱图，推测其结构。,31,解：,1）不饱和度,2）峰归属,U=1-8/2+8=5,分子式: C8H8,32,3）官能团,-CH=CH2,苯环,4）确定结构,33,例5某液体化合物分子式C8H8O2，试根据其红外光谱图，推测其结构。,34,解：,35,例6. 化合物C4H8O，根据如下IR谱图确定结构，并说明依据。,36,解：,1）不饱和度,2）峰归属,U=1-8/2+4=1,分子式: C4H8O,37,38,3）官能团,C=CH2,OH,4）确定结构,CH3,CH2,39,例7. 化合物C4H8O，根据如下IR谱图确定结构，并说明依据。,40,解：,1）不饱和度,2）峰归属,U=1-8/2+