紅外光譜在有機化合物結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用

1、紅外光譜在有機化合物結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用第1頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二1 3.5 紅外光譜在有機化合物結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用第2頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二2 試樣的制備 要獲得一張高質(zhì)量紅外光譜圖，除了儀器本身的因素外，還必須有合適的樣品制備方法。1. 紅外光譜法對試樣的要求 紅外光譜的試樣可以是液體、固體或氣體，一般應(yīng)要求：（1）試樣應(yīng)該是單一組份的純物質(zhì)，純度應(yīng)98%或符合商業(yè)規(guī)格，才便于與純物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)光譜進(jìn)行對照。多組份試樣應(yīng)在測定前盡量預(yù)先用分餾、萃取、重結(jié)晶或色譜法進(jìn)行分離提純，否則各組份光譜相互重疊，難于判斷。第3頁，共19頁，20

2、22年，5月20日，9點39分，星期二3（2）試樣中不應(yīng)含有游離水。水本身有紅外吸收，會嚴(yán)重干擾樣品譜，而且會侵蝕吸收池的鹽窗。（3）試樣的濃度和測試厚度應(yīng)選擇適當(dāng)，以使光譜圖中的大多數(shù)吸收峰的透射比處于10%80%范圍內(nèi)。2. 制樣的方法氣體樣品： 氣態(tài)樣品可在玻璃氣槽內(nèi)進(jìn)行測定，它的兩端粘有紅外透光的NaCl或KBr窗片。先將氣槽抽真空，再將試樣注入。第4頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二4液體和溶液試樣：（1）液體池法 沸點較低，揮發(fā)性較大的試樣，可注入封閉液體池中，液層厚度一般為0.011mm。（2）液膜法 沸點較高的試樣，直接直接滴在兩片鹽片之間，形成液膜。 對

3、于一些吸收很強的液體，當(dāng)用調(diào)整厚度的方法仍然得不到滿意的譜圖時，可用適當(dāng)?shù)娜軇┡涑上∪芤哼M(jìn)行第5頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二5測定。一些固體也可以溶液的形式進(jìn)行測定。常用的紅外光譜溶劑應(yīng)在所測光譜區(qū)內(nèi)本身沒有強烈的吸收，不侵蝕鹽窗，對試樣沒有強烈的溶劑化效應(yīng)等。固體試樣：（1）壓片法 將12mg試樣與200mg純KBr研細(xì)均勻，置于模具中，用（510）107Pa壓力在油壓機上壓成透明薄片，即可用語測定。試樣和KBr都應(yīng)經(jīng)干燥處理，研磨到粒度小于2微米，以免散射光影響。第6頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二6（2）石蠟糊法 將干燥處理后的試樣研細(xì)

4、，與液體石蠟或全氟代烴混合，調(diào)成糊狀，夾在鹽片中測定。（3）薄膜法 主要用于高分子化合物的測定?？蓪⑺鼈冎苯蛹訜崛廴诤笸恐苹驂褐瞥赡ぁＲ部蓪⒃嚇尤芙庠诘头悬c的易揮發(fā)溶劑中，涂在鹽片上，待溶劑揮發(fā)后成膜測定。 當(dāng)樣品量特別少或樣品面積特別小時，采用光束聚光器，并配有微量液體池、微量固體池和微量氣體池，采用全反射系統(tǒng)或用帶有鹵化堿透鏡的反射系統(tǒng)進(jìn)行測量。第7頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二7 紅外光譜的應(yīng)用（1）已知物的鑒定 將試樣的譜圖與標(biāo)準(zhǔn)的譜圖進(jìn)行對照，或者與文獻(xiàn)上的譜圖進(jìn)行對照。如果兩張譜圖各吸收峰的位置和形狀完全相同，峰的相對強度一樣，就可以認(rèn)為樣品是該種標(biāo)準(zhǔn)物。

5、如果兩張譜圖不一樣，或峰位不一致，則說明兩者不為同一化合物，或樣品有雜質(zhì)。如用計算機譜圖檢索，則采用相似度來判別。使用文獻(xiàn)上的譜圖應(yīng)當(dāng)注意試樣的物態(tài)、結(jié)晶狀態(tài)、溶劑、測定條件以及所用儀器類型均應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖相同。第8頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二8（2）檢驗反應(yīng)是否進(jìn)行，某些基團的引入或消去 簡單反應(yīng)相應(yīng)的特征峰存在或消失 復(fù)雜反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)譜圖相比較（3）幾何構(gòu)型與立體構(gòu)象的研究（4）未知結(jié)構(gòu)化合物的確定 簡單化合物紅外光譜 復(fù)雜化合物綜合分析第9頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二9（1）了解試樣的來源、性質(zhì)了解樣品的來源、性質(zhì)及灰分物理常數(shù)分子式 經(jīng)

6、元素分析確定實驗式；有條件時可有MS譜測定相對分子量，確定分子式； 3.5.3 光譜解析的一般程序 ： 第10頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二10 根據(jù)分子式計算不飽和度，其經(jīng)驗公式為： = 1 + n4 + 1 / 2（n3 n1） 式中：代表不飽和度；n1、n3、n4分別代表分子中一價、三價和四價原子的數(shù)目。當(dāng)計算得： =0時，表示分子是飽和的，應(yīng)在 鏈狀烴及其不含雙鍵的衍生物。 當(dāng)=1時，可能有一個雙鍵或脂環(huán)； 當(dāng)=2時，可能有 兩個雙鍵和脂環(huán)，也可能有一個 叁鍵； 當(dāng)=4時，可能有一個苯環(huán)等。第11頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二11（2

7、）紅外光譜解析程序順序： 先特征(區(qū))、后指紋(區(qū)) ； 先最強(峰)、后次強(峰) ； 先粗查、后細(xì)找；原則: 先否定、后肯定 ； 解析一組相關(guān)峰 ;第12頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二12常見官能團的振動頻率振動吸收峰化合物C-H 伸縮C-H 彎曲烷烴2960 - 2850cm-1 -CH2-, 1460cm-1 -CH3 , 1380cm-1 異丙基，兩個等強度的峰叔丁基，兩個不等強度的峰第13頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二13振動吸收峰化合物C-H 伸縮C=C，C=C-C=C 伸縮C-H 彎曲烯烴C=C ：1680 - 1620100

8、0 - 700 RCH=CH2 1645（中） R2C=CH2 1653（中） 順RCH=CHR 1650（中） 反RCH=CHR 1675（弱）3100 - 3010三取代 1680（中-弱）四取代 1670（弱-無）四取代 無共軛烯烴與烯烴同向低波數(shù)位移，1600與烯烴同910-905強995-985強895-885強730-650弱且寬980-965強840-790強無第14頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二14吸收峰化合物振動C-H伸縮CC， 苯環(huán)伸縮C-H彎曲炔烴3310-3300一取代 2140-2100弱非對稱二取代 2260-2190弱700-600311

9、0-3010 中1600 中670弱（苯）鄰- 770-735強間- 810-750強 710-690中對- 833-810強泛頻 2000-1660取代芳烴較強對稱 無強1580 弱1500 強1450 弱-無一取代770-730， 710-690強二取代第15頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二15類 別 伸縮(cm-1)說 明C-XC-F C-Cl C-Br C-I1350-1100強750-700 中 700-500 中 610-685 中游離 3650-3500締合3400-3200寬峰不明顯醇、酚-OHC-O-C1200-1000不特征胺RNH2R2NH3500-3400（游離）締合降低1003500-3300（游離）締合降低100鍵和官能團醚第16頁，共19頁，2022年，5月20日，9點39分，星期二16類別伸縮 (cm-1)說 明1770-1750（締合時在1710）醛、酮C=OR-CHO1750-16802720 （C-H）羧酸C=OOH酸酐酰鹵酰胺腈氣相在3550， 液固締合時在3000-2500（寬峰）C=OC=OC=OC=O酯18001860-1800 1800-17501735NH2169