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如何解析红外光谱图?看完你就是专家!
/ Y3 o# t- S. B) N# c9 U2015-05-29 实验与分析
; S; B, u, W2 d3 j(1)根据分子式计算不饱和度公式: 不饱和度 Ω=n4+1+(n3-n1)/2 其中: n4:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),
- u7 h5 i/ ], e+ on3:化合价为3价的原子个数(主要是N原子), n1:化合价为1价的原子个数(主要是H,X原子)
. }( o6 T0 W1 c, E' g) b; ]1 c+ X(2)分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000
+ E9 d& W9 _5 k1 J2 @* ]$ Qcm-1为界:高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收,有可能为烯,炔,芳香化合物;而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收;2 i* c- ^( \4 i8 p
(3)若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在 2250~1450cm-1频区,分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰,其中炔: 2200~2100 ) Q+ t4 n9 ?) M5 E' N
cm-1, 烯:1680~1640 cm-1 芳环:1600,1580,1500,1450 7 b! g+ r2 }; `; ~$ }
cm-1若已确定为烯或芳香化合物,则应进一步解析指纹区,即1000~650cm-1的频区,以确定取代基个数和位置(顺、反,邻、间、对);$ p S8 p/ e+ L( e6 d; z" U
(4)碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收,判定化合物的官能团;, R6 q! w4 M0 Y7 N/ a
(5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来,以准确判定官能团的存在,如2820,2720和1750~1700cm-1的三个峰,说明醛基的存在。- L' Z) P( Q* I3 e, q
熟记健值 8 @% {; ?8 }: d+ {% `) F
1.烷烃:C-H伸缩振动(3000-2850cm-1)C-H弯曲振动(1465-1340cm-1)
% @3 y/ e) `. f8 M* F) W3 ~一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下,接近3000cm-1的频率吸收。
, x* M( N7 r* Q2 p* }2.烯烃:烯烃C-H伸缩(3100~3010cm-1),C=C伸缩(1675~1640
5 G" Z j6 Z1 c3 P* |* a+ p7 dcm-1),烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675cm-1)。. |6 a! G1 s& G$ F) ]/ Y3 Y
3.炔烃:炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近),三键伸缩振动(2250~2100cm-1)。$ N6 ~7 _; R& M3 ?/ {, A
4.芳烃:芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1,
. h* t6 m# y* }& g" u [- r8 V* nC-H面外弯曲振动880~680cm-1。
1 s- s+ k7 ?6 \$ t; E) h芳烃重要特征:在1600,1580,1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。
( q3 a% H, `8 `8 aC-H面外弯曲振动吸收880~680cm-1,依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化,在芳香化合物红外谱图分析中,常用判别异构体。
# e& |3 }' Y: _( z5.醇和酚:主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收, 自由羟基O-H的伸缩振动:3650~3600cm-1,为尖锐的吸收峰,
9 ]5 b/ J$ }' u% B: g. E分子间氢键O-H伸缩振动:3500~3200cm-1,为宽的吸收峰; C-O 伸缩振动:1300~1000cm-1,O-H 7 W9 B% I0 @% Z, @
面外弯曲:769-659cm-1! g& @# Q4 a ~' J: g$ u! f7 y
6.醚特征吸收:1300~1000cm-1 的伸缩振动, 脂肪醚:1150~1060cm-1 一个强的吸收峰
3 o9 r# O' E. [7 \2 a& Y芳香醚:1270~1230cm-1(为Ar-O伸缩),1050~1000cm-1(为R-O伸缩)
+ W c7 H6 }7 u, Z1 z4 Q7.醛和酮: 醛的特征吸收:1750~1700cm-1(C=O伸缩),2820,2720cm-1(醛基C-H伸缩)
- r) V/ n! Y. |3 i0 @" x) V脂肪酮:1715cm-1,强的C=O伸缩振动吸收,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低
) r/ P( F7 Y0 s8 J+ X8.羧酸:羧酸二聚体:3300~2500cm-1 宽而强的O-H伸缩吸收 1720~1706cm-1 C=O伸缩吸收 1320~1210cm-1
G' x9 m- y/ X) u, KC-O伸缩吸收 , 920cm-1 成键的O-H键的面外弯曲振动4 n* }, f( S8 T/ V# X1 D3 _: t
9.酯:饱和脂肪酸酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带:1750~1735cm-1区域 饱和酯C-O谱带:1210~1163cm-1 区域为强吸收
2 o2 S" h! i/ _10.胺:N-H 伸缩振动吸收3500~3100 cm-1;C-N 伸缩振动吸收1350~1000 cm-1; 1 l/ y- e/ ?; ?3 V; [
N-H变形振动相当于CH2的剪式振动吸收:1640~1560cm-1;面外弯曲振动吸收900~650cm-1.7 \$ v/ l+ y& D% w# w; x0 _
11.腈:三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收 脂肪族腈 2260-2240cm-1 芳香族腈 2240-2222cm-10 L- C, k0 l* q- ^' a
12.酰胺:3500-3100cm-1 N-H伸缩振动' F/ E* d, R% b& i
1680-1630cm-1 C=O 伸缩振动2 x# b6 M3 t# D4 h; z4 B
1655-1590cm-1 N-H弯曲振动) R: O7 ^% l) X+ s5 l# I4 w
1420-1400cm-1 C-N伸缩
0 D: ]3 m3 O, p, Y2 L$ T" l# S& M13.有机卤化物:脂肪族C-X 伸缩: C-F 1400-730 cm-1,C-Cl 850-550 cm-1 ,C-Br 690-515 ( h+ K3 `2 j3 G) u, m
cm-1,C-I 600-500 cm-1
- Q6 ]' p( P' |- A) @红外识谱歌
- Q" Q& ^8 k; j" @: Y红外可分远中近,中红特征指纹区,1300来分界,注意横轴划分异。 看图要知红外仪,弄清物态固液气。样品来源制样法,物化性能多联系。% K; F8 I" }# i/ T' C. s
识图先学饱和烃,三千以下看峰形。1 N, P8 J: \# ?9 b
2960、2870是甲基,2930、2850亚甲峰。 1470碳氢弯,1380甲基显。 二个甲基同一碳,1380分二半。
$ p7 ]! u7 t: {9 H- c面内摇摆720,长链亚甲亦可辨。
$ F) K. G1 {% Z烯氢伸展过三千,排除倍频和卤烃。末端烯烃此峰强,只有一氢不明显。 化合物,又键偏,~1650会出现。
4 K' T8 F) d( Y6 I: e/ M/ M A烯氢面外易变形,1000以下有强峰。 910端基氢,再有一氢990。
6 ~! O/ b s4 q+ S顺式二氢690,反式移至970; 单氢出峰820,干扰顺式难确定。7 @7 b0 F4 h, K* Y: ~7 R- z
炔氢伸展三千三,峰强峰形大而尖。三键伸展二千二,炔氢摇摆六百八。
5 d6 O5 J7 J) q8 j0 n芳烃呼吸很特别,1600~1430,1650~2000,取代方式区分明。 900~650,面外弯曲定芳氢。 五氢吸收有两峰,700和750; 0 ]7 [" |0 @1 R# \( |, n4 m
四氢只有750,二氢相邻830;间二取代出三峰,700、780,880处孤立氢 醇酚羟基易缔合,三千三处有强峰。C-O伸展吸收大,伯仲叔基易区别。 w `% d0 v. s
1050伯醇显,1100乃是仲,1150叔醇在,1230才是酚。- B( h5 c! K0 f$ p+ U" [; i. ^
1110醚链伸,注意排除酯酸醇。若与π键紧相连,二个吸收要看准, 1050对称峰,1250反对称。苯环若有甲氧基,碳氢伸展2820。 5 b1 e1 w+ Z% z* D4 `: {! @/ {
次甲基二氧连苯环,930处有强峰,环氧乙烷有三峰,1260环振动, 九百上下反对称,八百左右最特征。缩醛酮,特殊醚,1110非缩酮。 3 N$ y; R0 h9 n0 s+ X4 l& r* W
酸酐也有C-O键,开链环酐有区别,开链峰宽一千一,环酐移至1250。7 @) H$ ?9 D4 M) _
羰基伸展一千七,2720定醛基。吸电效应波数高,共轭则向低频移。 张力促使振动快,环外双键可类比。
5 P' r8 i6 P* P) ^# A二千五到三千三,羧酸氢键峰形宽,920,钝峰显,羧基可定二聚酸,酸酐千八来偶合,双峰60严相隔,链状酸酐高频强,环状酸酐高频弱。 9 ?9 C7 U W: Z
羧酸盐,偶合生,羰基伸缩出双峰,1600反对称,1400对称峰。6 r+ _! V& P; [$ ^# g) D
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,常为邻苯二甲酸。5 V$ V% M( b: z
氮氢伸展三千四,每氢一峰很分明。羰基伸展酰胺I,1660有强峰; N-H变形酰胺II,1600分伯仲。伯胺频高易重叠,仲酰固态1550; 6 d. I; L6 h% ]+ h" D
碳氮伸展酰胺III,1400强峰显。4 ^. @6 c2 `) M9 }* t8 J/ `7 U
胺尖常有干扰见,N-H伸展三千三, 叔胺无峰仲胺单,伯胺双峰小而尖。1600碳氢弯,芳香仲胺千五偏。
9 i( ~+ \6 g. Z8 [2 G7 m八百左右面内摇,确定最好变成盐。伸展弯曲互靠近,伯胺盐三千强峰宽, 仲胺盐、叔胺盐,2700上下可分辨,亚胺盐,更可怜,2000左右才可见。
; `/ z% B; P% R7 ^& H0 @1 A硝基伸缩吸收大,相连基团可弄清。1350、1500,分为对称反对称。 m! `) R0 C: s# o3 ?2 j6 @
氨基酸,成内盐,3100~2100峰形宽。1600、1400酸根展,1630、1510碳氢弯。 盐酸盐,羧基显,钠盐蛋白三千三。
/ M3 ?% a0 M1 Z i9 h; U矿物组成杂而乱,振动光谱远红端。铵盐类,较简单,吸收峰,少而宽。 注意羟基水和铵,先记几种普通盐:1100是硫酸根,1380硝酸盐, % M. `+ B |+ `) A- \% F
1450碳酸根,一千左右看磷酸。硅酸盐,一宽峰,1000真壮观。 $ j% q% [8 W) ~$ O# W/ `" @" a
勤学苦练多实践,红外识谱不算难。
( o3 G3 Q4 n8 @! Z, z(文章来源:互联网)6 N5 h" [ q0 e% M
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