紅外光譜第三節(jié)詳解演示文稿

紅外光譜第三節(jié)詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點優(yōu)選紅外光譜第三節(jié)目前二頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點醇酚羥基易締合，三千三處有強峰。C－O伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。1050伯醇顯，1100乃是仲，1150叔醇在，1230才是酚。1110醚鏈伸，注意排除酯酸醇。若與π鍵緊相連，二個吸收要看準，1050對稱峰，1250反對稱。苯環(huán)若有甲氧基，碳氫伸展2820。次甲基二氧連苯環(huán)，930處有強峰，環(huán)氧乙烷有三峰，1260環(huán)振動，九百上下反對稱，八百左右最特征?？s醛酮，特殊醚，1110非縮酮。酸酐也有C－O鍵，開鏈環(huán)酐有區(qū)別，開鏈強寬一千一，環(huán)酐移至1250。羰基伸展一千七，2720定醛基。吸電效應波數(shù)高，共軛則向低頻移。張力促使振動快，環(huán)外雙鍵可類比。

目前三頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點二千五到三千三，羧酸氫鍵峰形寬，920，鈍峰顯，羧基可定二聚酸、酸酐千八來偶合，雙峰60嚴相隔，鏈狀酸酐高頻強，環(huán)狀酸酐高頻弱。羧酸鹽，偶合生，羰基伸縮出雙峰，1600反對稱，1400對稱峰。1740酯羰基，何酸可看碳氧展。1180甲酸酯，1190是丙酸，1220乙酸酯，1250芳香酸。1600兔耳峰，常為鄰苯二甲酸。氮氫伸展三千四，每氫一峰很分明。羰基伸展酰胺I，1660有強峰；N－H變形酰胺II，1600分伯仲。伯胺頻高易重疊，仲酰固態(tài)1550；碳氮伸展酰胺III，1400強峰顯。

目前四頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點胺尖常有干擾見，N－H伸展三千三，叔胺無峰仲胺單，伯胺雙峰小而尖。1600碳氫彎，芳香仲胺千五偏。八百左右面內搖，確定最好變成鹽。伸展彎曲互靠近，伯胺鹽三千強峰寬，仲胺鹽、叔胺鹽，2700上下可分辨，亞胺鹽，更可憐，2000左右才可見。硝基伸縮吸收大，相連基團可弄清。1350、1500，分為對稱反對稱。氨基酸，成內鹽，3100～2100峰形寬。1600、1400酸根展，1630、1510碳氫彎。鹽酸鹽，羧基顯，鈉鹽蛋白三千三。礦物組成雜而亂，振動光譜遠紅端。鈍鹽類，較簡單，吸收峰，少而寬。注意羥基水和銨，先記幾種普通鹽。1100是硫酸根，1380硝酸鹽，1450碳酸根，一千左右看磷酸。硅酸鹽，一峰寬，1000真壯觀。勤學苦練多實踐，紅外識譜不算難。

目前五頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點第三節(jié)紅外光譜在結構解析中的應用目前六頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點紅外光譜解析一般程序

(1)了解樣品來源及測試方法。

(2)求分子式與不飽和度。(3)分析紅外光譜圖第一至六峰區(qū)，特征區(qū)。(4)確認某種基團的存在。(5)分析紅外光譜圖的第七、八峰區(qū)，指紋區(qū)。(6)提出化合物的可能結構。

目前七頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點分子的不飽和度計算：

若分子中僅含一，二，三，四價元素（H，O，N，C），則可按下式進行不飽和度的計算：

=（2+2n4+n3–n1）/2

n4，n3，n1分別為分子中四價，三價，一價元素數(shù)目。作用：由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環(huán)，芳環(huán)的數(shù)目，驗證譜圖解析的正確性。

例：C9H8O2

=（2+29

–8）/2=6目前八頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點單鍵對不飽和度不產生影響，因此烷烴的不飽和度是0（所有原子均已飽和）。一個雙鍵（烯烴、亞胺、羰基化合物等）貢獻1個不飽和度。一個叁鍵（炔烴、腈等）貢獻2個不飽和度。一個環(huán)（如環(huán)烷烴）貢獻1個不飽和度。環(huán)烯烴貢獻2個不飽和度。一個苯環(huán)貢獻4個不飽和度。一個碳氧雙鍵貢獻1個不飽和度。

目前九頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點（1）含C,H,O或S化合物不飽和單位的計算方法Ω=2n+2－(分子中氫原子的數(shù)目)2n——碳原子數(shù)目例如苯乙酮的分子式為C8H8O,它的不飽和單位為:Ω=2×8+2-82=5Ω=5，說明分子中具有3個雙鍵，一個環(huán)和一個羰基目前十頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點（2）含N化合物不飽和單位的計算方法Ω=2n+2+m－(分子中氫原子的數(shù)目)2n——碳原子數(shù)目；m——氮原子數(shù)目例如，一阿撲芬生物堿的分子式為C19H19O3N,其不飽和單位為：Ω=2×19+2+1－192＝11表示由6個雙鍵及5個環(huán)組成化合物目前十一頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點（3）含鹵素化合物不飽和度的計算方法Ω=2n+2－x－(分子中氫原子的數(shù)目)2n——碳原子數(shù)目；x——鹵素原子數(shù)目例如，對溴甲苯的分子式為C7H7Br,其不飽和度為：Ω=2×7+2－1－72＝4表示由3個雙鍵及1個環(huán)組成化合物目前十二頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點含C,H,O,N,X,S化合物不飽和度的計算Ω=2n+2+m－x－(分子中氫原子的數(shù)目)2n—碳原子數(shù)目；m—氮原子數(shù)目;x—鹵素原子數(shù)目例：有一化合物的分子式為C7H11N2OSCl,其不飽和度為：Ω=2×7+2+2－1－112＝3目前十三頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點IR解析——主要應用1）鑒定物質類型3100～3000(多峰)(ν＝C－H)

1600～1450(多峰)(νC＝C

)3300～3000(ν≡C－Hν＝C－H

)2900(νC－H

)脂肪族和芳香族不飽和烴無機物和有機物主要依據2）確定官能團(價鍵)－OH(醇、酚)≈3500C＝C≈1650C＝O≈1720C≡C≈2200－OH(羧酸)≈3000(寬)(1)注意信息的相互印證(2)單憑IR很難最終確定是什么物質，需要與其他譜圖相結合。＞1700(孤立)＜1700(共軛)2720O=C－H(醛)目前十四頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點一、鑒別化合物真?zhèn)?.與對照品或標準品在同一條件下測得的紅外光譜對照。完全一致則判定可能為同一種化合物。例外：正構二十二烷和正構二十三烷液相IR相同，但固相IR有差別。同時對比固相IR和液相IR的異同。目前十五頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點一、鑒別化合物真?zhèn)?.與標準圖譜對照無標準品，但有標準圖譜時，則可按名稱、分子式索引查找核對。但必須注意測定儀器與測定條件是否一致。目前十六頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點二、鑒定未知化合物的結構

確定官能團1.在確定特征官能團時，應盡量找到其相關峰。目前十七頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點目前十八頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點確定官能團

2.注意各基團的相互影響因素目前十九頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點目前二十頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點三、確定立體結構

1.鑒別光學異構體對映異構體的左旋體與右旋體的溶液紅外圖譜完全一致。對映體和外消旋體化合物之間由于晶格中分子的排列不同，使它們的固相IR光譜不同。目前二十一頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點三、確定立體結構

2.區(qū)別幾何異構體（1）對稱反式異構體的雙鍵處于分子對稱中心，在分子振動中間的偶極矩變化極小，在紅外光譜中不出現(xiàn)雙鍵吸收峰。順式異構體有明顯的雙鍵特征峰。（2）不對稱的分子由于反式異構體的對稱性比順式異構體高，因此雙鍵的特征峰前者弱，后者強。（3）順式碳氫鍵面外彎曲振動位于740~690之間，而反式的則位于950左右。兩者差別十分顯著且強度較強。目前二十二頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點目前二十三頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點三、確定立體結構

3.立體構象的確定目前二十四頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點三、確定立體結構

4.區(qū)別互變異構體與同分異構體目前二十五頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點利用紅外光譜來跟蹤一個反應的進行是一個較好的方法。因為紅外光譜要求樣品量少（微克數(shù)量級）。選擇對反應物、產物的吸收峰無干擾的反應用溶劑，即可觀察反應溶液的紅外光譜。紅外與色譜相比具有定性的優(yōu)點。四、鑒定樣品純度和指導分離操作

目前二十六頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點紅外光譜解析實例例1分子式C6H14，紅外光譜如下，推導其結構。(1461,1380,988,775cm-1)

目前二十七頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點1380cm-1為sCH3,該譜帶無裂分，表明無同碳二甲基或同碳三甲基存在。

775cm-1(n=1)表明該化合物無n>1的長鏈亞甲基存在，只有CH3CH2基存在

目前二十八頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點例2

分子C8H7N，紅外光譜如下，推導其結構。(3030,2217,1607,1508,1450,1380,817)

目前二十九頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點3500～3100cm-1，無，無N-H和C-H存在

3030cm-1(w)為=C-H或苯氫的伸縮振動，結合第三峰區(qū)的相關峰1607cm-1(m)，1508cm-1(m)的苯環(huán)的骨架伸縮振動，確認苯基的存在。

817cm-1(s)苯環(huán)上相鄰兩個氫的面外彎曲振動，表明是對位取代苯(860～800cm-1)，

2217cm-1(m，尖)，從譜帶的強度及峰位判斷為CN伸縮振動，且與苯基相連（2240-2190cm-1）。2920cm-1為甲基的伸縮振動；1450cm-1及1380cm-1為CH3。

目前三十頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點目前三十一頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點例3

分子式C4H6O2，紅外光譜如下，推導其結構。3090,1760,1650,1380,1230,1140,955,880cm-1vC=OvC=CVC=C-H目前三十二頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點可能結構如下：A結構C=C與C=O共軛，C=O

低波數(shù)位移(約1700cm-1)與譜圖不符，排除。B結構雙鍵與極性基氧相連，C=O

吸收強度增大，氧原子對C=O的誘導效應增強，C=O

高波數(shù)位移，與譜圖相符，故B結構合理。

目前三十三頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點例4目前三十四頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點目前三十五頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點

1)烷烴：

1.2853～2962cm-1C—H伸縮振動；

2.1460cm-1、1380cm-1C—H（—CH3、—CH2）面內彎曲振動；

3.723cm-1C—H[—(CH2)n—,n≥4]平面搖擺振動；若n＜4吸收峰將出現(xiàn)在726～785cm-1之間。

例5.紅外譜圖解析示例目前三十六頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點2)烯烴

1.3080cm-1=C—H伸縮振動；2.C—H伸縮振動；

3.1625cm-1C＝C伸縮振動；4.C—H（—CH3、—CH2）面內彎曲振動.

目前三十七頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點對比烯烴順反異構體二者的明顯差異：

1.C＝C雙鍵的伸縮振動吸收峰：

順式—1650cm-1。

反式—與CH3、CH2的彎曲振動接近。

2.＝C－H的平面彎曲振動吸收峰位置：

順式—700cm-1；

反式—965cm-1。目前三十八頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點3）醇

氫鍵締合目前三十九頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點三者的異同點：

1.締合O—H的伸縮振動吸收峰：均出現(xiàn)在3350cm-1處左右，差距不大。

2.C—O鍵的伸縮振動吸收峰有明顯的差異：

伯醇：1050～1085cm-1；

仲醇：1100～1125cm-1；

叔醇：1150～1120cm-1。

目前四十頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點４）醛、酮目前四十一頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點二者的異同點：

1.在1700cm-1處均有一個強而尖的吸收峰，為C＝O(羰基)的特征吸收峰。

C＝O（羰基）吸收峰的位置與其鄰近基團有關，若羰基與雙鍵共軛，吸收峰將向低波數(shù)區(qū)位移。

2.醛基在2715cm-1處有一個強度中等的尖峰，這是鑒別分子中是否存在—

CHO的特征基團。

目前四十二頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點練習：現(xiàn)有烷、炔、醇、酮的四張譜圖，根據特征吸收分析確定。①②③④3300360017402960醇炔烷酮(ν≡C－H)(νO－H)(νC＝O)(νC－H)目前四十三頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點第三節(jié)紅外光譜在結構解析中的應用內容回顧：一、鑒定是否為某已知化合物二、鑒定未知化合物的結構（一）確定官能團1.在確定特征官能團時，應盡量找到其相關峰2.注意各基團的相互影響因素（二）確定立體結構1.鑒別光學異構體2.區(qū)別幾何異構體3.立體構象的確定4.區(qū)別互變異構體與同分異構體目前四十四頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點(1)試樣應該是單一組分的純物質，純度應>98%，便于與純化合物的標準進行對照。多組分試樣應在測定前盡量預先用分餾、萃取、重結晶、區(qū)域熔融或色譜法進行分離提純。(2)試樣中不應含有游離水。水本身有紅外吸收，會嚴重干擾樣品譜，而且還會侵蝕吸收池的鹽窗。(3)試樣的濃度和測試厚度應選擇適當，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。第四節(jié)紅外光譜中試樣的制備對試樣的要求目前四十五頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點1.固體樣品的制備方法（1）壓片法：取1~3mg試樣，加100~300mg處理過的KBr研細，使粒度小于2.5mm，形成一個薄片，外觀上透明。（2）糊狀法：研細的固體粉末和石蠟油調成糊狀，涂在兩鹽窗上，進行測試。此法可消除水峰的干擾。液體石蠟本身有紅外吸收，此法不能用來研究飽和烷烴的紅外吸收。（3）薄膜法：高分子膜常直接用來測試。（4）全反射光譜測定法：一些不溶、不熔且難粉碎的片狀試樣及不透明表面的涂層可采用此法測定。（5）漫反射法：固體樣品表面分析用。第四節(jié)紅外光譜中試樣的制備目前四十六頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點目前四十七頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點樣品加入量控制KBr和樣品的烘干研磨壓片量控制目前四十八頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點2.液體樣品的制備方法（1）溶液法：將樣品溶液注入液體池測定。（2）夾片法：在兩個KBr窗片之間，滴上1-2滴液體試樣，形成一層薄的液膜用于測定。第四節(jié)紅外光譜中試樣的制備目前四十九頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點3.氣體樣品氣體樣品一般使用氣體池進行測定。4.制樣時要注意的問題（1）首先要了解樣品純度。（2）根據樣品的物態(tài)和理化性質選擇制樣方法。（3）制樣過程要注意避免空氣中水分、二氧化碳等污染物混入樣品。第四節(jié)紅外光譜中試樣的制備目前五十頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點本章重點振動能級與紅外光譜的關系分子的振動類型，吸收峰數(shù)目與分子自由度的關系決定峰強、峰位的影響因素特征區(qū)、指紋區(qū)及相關峰的概念紅外光譜八大重要區(qū)域及相關振動類型根據紅外光譜吸收確定雙鍵、苯環(huán)取代模式紅外光譜在解析結構中的應用目前五十一頁\總數(shù)六十五頁\編于十八點

思考題：1、IR譜中橫坐標常用波數(shù)，縱坐標用透光率或吸光度表示。我們通常所研究的IR吸收光譜范圍為4000-400cm-1。2、O-H和N-H區(qū)：吸收光譜在3750-3000cm-1叁