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如何解析红外光谱图?看完你就是专家!
" F( d; v: I" k6 P/ K, h3 z2015-05-29 实验与分析
: m3 P4 z( v/ ]! v(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),
$ a% b8 S8 \4 G& L: ~n3: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)
3 q3 D' L4 o: y: y* U(2)分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000 / ?5 y( L5 k' t( j; }" e6 u
cm-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;6 N2 h7 M( _# W' h
(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 {8 S% @: ^) l1 a/ p7 \
cm-1, 烯:1680~1640 cm-1 芳环:1600,1580,1500,1450
0 d* l' ?6 X. b7 B* h2 b' V+ \7 fcm-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);2 c6 m3 Y# E: c M D
(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;
; p0 n2 {6 B) n. v9 @5 ?(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。
+ K' N X' A5 A" j0 [% Q& K熟记健值 # D- y6 y/ g/ N i! r7 R
1.烷烃:C-H伸缩振动(3000-2850cm-1)C-H弯曲振动(1465-1340cm-1) % ?# E D4 y* b
一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下,接近3000cm-1的频率吸收。
! b1 }/ d7 E9 L9 ]+ U2.烯烃:烯烃C-H伸缩(3100~3010cm-1),C=C伸缩(1675~1640 & S8 X) v, O" y5 m, L; ^
cm-1),烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675cm-1)。% r- K' a' e' v$ G$ @$ X
3.炔烃:炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近),三键伸缩振动(2250~2100cm-1)。9 b6 y/ }+ l6 w4 ~4 w
4.芳烃:芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1,
% Z- t8 B$ C7 A) }C-H面外弯曲振动880~680cm-1。! }5 D3 ]% d$ ~+ p9 z
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。 % O8 g6 U+ `2 O3 |* n' a
C-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。
6 v; {' B( ^5 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, ; b+ N" }: l3 t0 ?6 m: U
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 ' W$ w+ Z" \, `! I7 p# r/ w
面外弯曲:769-659cm-1
# R2 g' Z9 T3 @9 X$ s6.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
$ y; h; D, E$ t- E7 M芳香醚:1270~1230cm-1(为Ar-O伸缩),1050~1000cm-1(为R-O伸缩)
" F" [/ B1 X# ]8 Z7.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)
, v2 ?" A: ]; j* q/ i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
: |8 V' h* d: J% g3 W2 r! X0 j6 R8.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 - q4 t3 K+ X2 w1 U# L9 O/ o3 h
C-O伸缩吸收 , 920cm-1 成键的O-H键的面外弯曲振动
( h; ]2 z W/ j& i* Y1 g9.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( A* r& A: t, r; N# p: S
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; ; {$ q9 \$ Z( q' ^& G1 n. {
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-1.0 B/ F% F7 U& k. N* e$ S3 y
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-1" C0 |- g Y. T
12.酰胺:3500-3100cm-1 N-H伸缩振动 r+ y9 Z- C; X$ M! b2 m
1680-1630cm-1 C=O 伸缩振动 z/ F0 x) g, H+ S
1655-1590cm-1 N-H弯曲振动
7 ^+ x) w$ g5 K7 ^) I1420-1400cm-1 C-N伸缩
" S3 O* Y) g$ x% L* v+ w3 o13.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
/ r2 S. F1 Q4 I* B$ ^+ p( pcm-1,C-I 600-500 cm-1
8 P. y5 X& {4 V/ x' s3 [. Q N红外识谱歌
/ }* d: A' f- n9 @0 o# H6 z1 K1 T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。
" N) ~' G! l" ~4 j0 r# ?; o识图先学饱和烃,三千以下看峰形。
- g3 w3 c$ Z9 ?9 g1 }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。 ) b( e5 m; m# N1 s4 [; s6 J& T
面内摇摆720,长链亚甲亦可辨。
/ w9 l- ? m- }5 K8 x3 `5 A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。1 f8 Q: ^ u8 L! a: h
烯氢面外易变形,1000以下有强峰。 910端基氢,再有一氢990。
1 q; b. ^, x, B7 G5 }1 P' ]% ]顺式二氢690,反式移至970; 单氢出峰820,干扰顺式难确定。
0 Q) j" u* M7 O% ~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。+ b4 E1 r1 Z9 L! z; {! M4 b
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;
* q' j t$ i2 t; T9 ]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。 ) V4 P- H5 K t& Y6 q+ s( t
1050伯醇显,1100乃是仲,1150叔醇在,1230才是酚。3 b; @3 u( x3 A, K) o4 k5 y
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。 ! I$ _5 a. l1 w) Z
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。
1 l1 J I2 i, T7 D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。9 n, Q9 u( u) |2 {3 K
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。
; Z& t, N. ^6 ?" m# K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。
/ h( B# s& _" g+ m; f8 h9 q$ f羧酸盐,偶合生,羰基伸缩出双峰,1600反对称,1400对称峰。
0 W4 I2 N0 l! m/ }( ^# X9 u1740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。8 S6 c& E4 q1 U: K6 p) B) y4 b
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;
# J9 D5 E7 w' [# R& }) c碳氮伸展酰胺III,1400强峰显。: F* G; r, g: M: G$ P4 L; p* ?
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。 4 Q$ N5 u. h0 M6 f
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。
) a$ a1 Q( c+ ^) T+ D6 ]3 h9 D D硝基伸缩吸收大,相连基团可弄清。1350、1500,分为对称反对称。
$ n) H+ `5 d1 c) l9 x% I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。
; O; j# r1 c/ S8 x* r2 T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,
$ {% C" \2 ~# p$ r3 w- B! d( J1450碳酸根,一千左右看磷酸。硅酸盐,一宽峰,1000真壮观。
- }2 g% |3 R' I! p" \6 |8 X( F 勤学苦练多实践,红外识谱不算难。
) s9 V* U! g: ]! [+ A: i(文章来源:互联网)* N* D: {! f& h$ ]/ F" w
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