有機化合物譜圖解析第7章.ppt

第七章 紅外光譜,7.1 紅外譜圖基本知識 紅外吸收強度一般用強弱表示： 很強（very strong, vs; 200） 強（strong, s; = 75 200） 中（medium, m; = 25 75） 弱（weak, w; = 5 25） 很弱（very weak, vw; 5） 變化（variable, v） （：摩爾吸光系數）,7.2 紅外光譜原理 7.2.1 雙原子分子的紅外吸收頻率 經典力學處理：,k：化學鍵的力常數 ：折合質量,量子力學處理：,為基頻,7.2.2 多原子分子的紅外吸收頻率 多原子分子有多種振動模式： 非線性分子的振動：3n-6個自由度（基本振動） 線性分子的振動： 3n-5個自由度（基本振動）,伸縮振動(stretching)：沿鍵軸方向伸、縮的振動， 其吸收頻率相對在高波數區(qū)。 彎曲振動(bending)： 除伸縮振動以外的其它振動， 其吸收頻率相對在低波數區(qū)。,倍頻(overstone)：n ( n=2, 3, ; 為基頻) 組合頻(combination tone)：兩個或兩個以上基頻之差或和。 耦合頻率(coupling tone)：兩個基團相鄰且它們的振動基頻相差又不大時，振動的耦合引起吸收頻率偏離基頻，一個移向高頻方向，一個移向低頻方向。 費米共振(Fermi resonance)：當倍頻或組合頻與某基頻相近時，由于其相互作用而產生的強吸收帶或發(fā)生的峰的分裂。,7.2.3 紅外吸收強度 紅外吸收強度由振動時偶極矩變化的大小決定。 分子中含有雜原子時，其紅外譜峰一般都較強。,7.3 官能團的特征頻率 影響官能團吸收頻率的因素： 1）電子效應,（1）誘導效應,頻率降低,頻率升高,（2）中介效應（共振效應）,伯、仲、叔酰胺羰基 1690cm-1,（3）共軛效應,、-不飽和酮羰基： 1675cm-1 芳酮羰基： 1690cm-1,親電誘導效應（-I）與供電共軛效應（+C）,2）空間效應 （1）環(huán)的張力 環(huán)的張力加大時，環(huán)上有關官能團的吸收頻率逐漸上升。 脂環(huán)酮羰基： 六員環(huán) 五員環(huán) 四員環(huán) 三員環(huán) 1715cm-1 1745cm-1 1780cm-1 1850cm-1,環(huán)烯烴中雙鍵則反之： 六員環(huán) 五員環(huán) 四員環(huán) 1639cm-1 1623cm-1 1566cm-1,3）氫鍵的影響 氫鍵的形成降低了化學鍵的力常數，吸收頻率移向低波數方向；同時振動時的偶極矩變化加大，吸收強度增加。 醇的羥基： 游離態(tài) 二聚體 多聚體 36003610cm-1 35003600cm-1 32003400cm-1 胺基發(fā)生分子締合，其吸收頻率多則可降低100cm-1或更多。羧基形成強烈氫鍵，其羥基的吸收頻率移至25003000cm-1 。,4）質量效應（氘代的影響）,用于含氫基團的紅外吸收峰的指認。,7.4 紅外譜圖解析 7.4.1 紅外吸收波段 1）4000-2500cm-1 X-H（X=C、N、O、S）伸縮振動區(qū) 2）2500-2000cm-1 三鍵和累積雙鍵伸縮振動區(qū) 3）2000-1500cm-1 雙鍵伸縮振動區(qū) 4）1500-1300cm-1 部分伸縮振動，C-H彎曲振動 5）1300-910cm-1 分子骨架伸縮、彎曲振動 6）910cm-1以下 苯指紋區(qū)（C-H彎曲振動），烯的C-H彎曲振動,游離OH 3600,締合OH 3300,-NH2 3300 3500,-NHR,-CC-H 3300,-COH 2820,2720,-SH 26002550,-CN 2240 -CC- 2220,-CC-H 2120,C=O 1715,C=C 1630,C-O-C 13001020,C-OH,苯指紋區(qū),COOH 3000,苯環(huán)的組合頻和 面外彎曲振動譜帶,酰胺的特征峰： 1）N-H伸縮振動：3500-3050cm-1 2）C=O伸縮振動（酰胺 I 帶）： 伯酰胺 仲酰胺 叔酰胺 1690(1650)cm-1 1680(1665)cm-1 1650(1650)cm-1 3）N-H剪切振動與C-N伸縮振動（酰胺 II 帶）： 伯酰胺 仲酰胺 1600(1640)cm-1 1530(1550)cm-1 4） C-N伸縮振動： 伯酰胺：1400-1430cm-1（m）,7.4.2 紅外譜圖解析要點及注意事項 1）紅外吸收譜的三要素（位置、強度、峰形） 2）同一基團的幾