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1、第三节 红外光谱解析,一、红外光谱信息区与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动频率基团特征频率(特征峰);例:2800 3000 cm-1 CH3 特征峰;1600 1850 cm-1 C=O 特征峰;基团所处化学环境不同,特征峰出现位置变化:CH2COCH2 1715 cm-1 酮CH2COO 1735 cm-1 酯CH2CONH 1680 cm-1 酰胺,红外光谱信息区,常见的有机化合物基团频率出现的范围:4000 670 cm-1依据基团的振动形式,分为四个区:(1)4000 2500 cm-1 XH伸缩振动区(X=O,N,C,S)(2)2500 1900 cm-1 三键,
2、累积双键伸缩振动区,(3)1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区(4)1200 670 cm-1 XY伸缩,XH变形振动区,二、分子结构与吸收峰 molecular structure and absorption peaks,1 XH伸缩振动区(4000 2500 cm-1)(1)OH 3650 3200 cm-1 确定 醇、酚、酸 在非极性溶剂中,浓度较小(稀溶液)时,峰形尖锐,强吸收;当浓度较大时,发生缔合作用,峰形较宽。,注意区分NH伸缩振动:3500 3100 cm-1,(3)不饱和碳原子上的=CH(CH)苯环上的CH 3030 cm-1=CH 3010 2260 cm-1 C
3、H 3300 cm-1,(2)饱和碳原子上的CH,3000 cm-1 以上,CH3 2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动 CH2 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动 CH 2890 cm-1 弱吸收,3000 cm-1 以下,2 叁键(C C)伸缩振动区(2500 1900 cm-1),在该区域出现的峰较少;(1)RC CH(2100 2140 cm-1)RC CR(2190 2260 cm-1)R=R 时,无红外活性(2)RC N(2100 2140 cm-1)非共轭 2240 2260 cm-1 共轭 2220 2230 c
4、m-1 仅含C、H、N时:峰较强、尖锐;有O原子存在时;O越靠近C N,峰越弱;,3 双键伸缩振动区(1900 1200 cm-1),(1)RC=CR 1620 1680 cm-1 强度弱,R=R(对称)时,无红外活性。(2)单核芳烃 的C=C键伸缩振动(1626 1650 cm-1),苯衍生物的C=C,苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面内变形振动的泛频吸收(强度弱),可用来判断取代基位置。,(3)C=O(1850 1600 cm-1)碳氧双键的特征峰,强度大,峰尖锐。,饱和醛(酮)1740-1720 cm-1;强、尖;不饱和向低波移动;醛,酮的区分?,酸酐的
5、C=O,双吸收峰:18201750 cm-1,两个羰基振动偶合裂分;线性酸酐:两吸收峰高度接近,高波数峰稍强;环形结构:低波数峰强;羧酸的C=O 18201750 cm-1,氢键,二分子缔合体;,4.XY,XH 变形振动区 1650 cm-1,指纹区(1350 650 cm-1),较复杂。C-H,N-H的变形振动;C-O,C-X的伸缩振动;C-C骨架振动等。精细结构的区分。顺、反结构区分;,基团吸收带数据,常见基团的红外吸收带,特征区,指纹区,三、红外谱图解析 analysis of infrared spectrograph,1烷烃(CH3,CH2,CH)(CC,CH),-(CH2)n-n,
6、CH2 s1465 cm-1,CH2 r 720 cm-1(水平摇摆),重叠,a)由于支链的引入,使CH3的对称变形振动发生变化。b)CC骨架振动明显,c)CH2面外变形振动(CH2)n,证明长碳链的存在。,n=1 770785 cm-1(中)n=2 740 750 cm-1(中)n=3 730 740 cm-1(中)n 722 cm-1(中强),d)CH2和CH3的相对含量也可以由1460 cm-1和1380 cm-1的峰 强度估算强度,2.烯烃,炔烃,a)C-H 伸缩振动(3000 cm-1),b)C=C 伸缩振动(1680-1630 cm-1),1660cm-1,分界线,分界线1660c
7、m-1 顺强,反弱 四取代(不与O,N等相连)无(C=C)峰 端烯的强度强 共轭使(C=C)下降20-30 cm-1,2140-2100cm-1(弱)2260-2190 cm-1(弱),总结,c)C-H 变形振动(1000-700 cm-1),面内变形(=C-H)1400-1420 cm-1(弱)面外变形(=C-H)1000-700 cm-1(有价值),谱图,对比,烯烃顺反异构体,3.醇(OH)OH,CO,a)-OH 伸缩振动(3600 cm-1)b)碳氧伸缩振动(1100 cm-1),OH基团特性,双分子缔合(二聚体)3550-3450 cm-1多分子缔合(多聚体)3400-3200 cm-
8、1,分子内氢键:,分子间氢键:,多元醇(如1,2-二醇)3600-3500 cm-1螯合键(和C=O,NO2等)3200-3500 cm-1多分子缔合(多聚体)3400-3200 cm-1,分子间氢键随浓度而变,而分子内氢键不随浓度而变。,水(溶液)3710 cm-1水(固体)3300cm-1结晶水 3600-3450 cm-1,3515cm-1,3640cm-1,3350cm-1,乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图,2950cm-1,2895 cm-1,脂族和环的C-O-C as 1150-1070cm-1,芳族和乙烯基的=C-O-C,as 1275-1200cm-1(1250cm-1),s 1075-1020cm-1,4.醚(COC),脂族 R-OCH3 s(CH3)2830-2815cm-1 芳族 Ar-OCH3 s(CH3)2850cm-1,5醛、酮,醛,6羧酸及其衍生物,羧酸的红外光谱图,酰胺的红外光谱图,不同酰胺吸收峰数据,酸酐和酰氯的红外光谱图,氰基化合物的红外光谱图,CN=2275-2220cm-1,硝基化合物的红外光谱图,AS(N=O)=1565-1545cm-1,S(N=O)=1385-1350cm-1,脂肪族,芳香族,S(N=O)=1365-1290cm-1,AS(N=O)=1550-1500cm-1,