单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.5,红外光谱在有机化合物结构分析中的应用,1,3.5 红外光谱在有机化合物结构分析中的应用1,3.5.1,试样的制备,要获得一张高质量红外光谱图，除了仪器本身的因素外，还必须有合适的样品制备方法。,1.,红外光谱法对试样的要求,红外光谱的试样可以是液体、固体或气体，一般应要求：,（1）,试样应该是单一组份的纯物质，纯度应,98%,或符合商业规格，才便于与纯物质的标准光谱进行对照。多组份试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱相互重叠，难于判断。,2,3.5.1 试样的制备 要获得一张高质量,（2）,试样中不应含有游离水。水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸收池的盐窗。,（3）,试样的浓度和测试厚度应选择适当，以使光谱图中的大多数吸收峰的透射比处于,10%80%,范围内。,2.,制样的方法,气体样品：,气态样品可在玻璃气槽内进行测定，它的两端粘有红外透光的,NaCl,或,KBr,窗片。先将气槽抽真空，再将试样注入。,3,（2）试样中不应含有游离水。水本身有红外吸收，会严重干扰样品,液体和溶液试样：,（1）液体池法,沸点较低，挥发性较大的试样，可注入封闭液体池中，液层厚度一般为,0.011mm,。,（2）液膜法,沸点较高的试样，直接直接滴在两片盐片之间，形成液膜。,对于一些吸收很强的液体，当用调整厚度的方法仍然得不到满意的谱图时，可用适当的溶剂配成稀溶液进行,4,液体和溶液试样：4,测定。一些固体也可以溶液的形式进行测定。常用的红外光谱溶剂应在所测光谱区内本身没有强烈的吸收，不侵蚀盐窗，对试样没有强烈的溶剂化效应等。,固体试样：,（1）压片法,将,12mg,试样与,200mg,纯,KBr,研细均匀，置于模具中，用（,510,）,10,7,Pa压力在油压机上压成透明薄片，即可用语测定。试样和KBr都应经干燥处理，研磨到粒度小于2微米，以免散射光影响。,5,测定。一些固体也可以溶液的形式进行测定。常用的红外光谱溶剂应,（2）石蜡糊法,将干燥处理后的试样研细，与液体石蜡或全氟代烃混合，调成糊状，夹在盐片中测定。,（3）薄膜法,主要用于高分子化合物的测定。可将它们直接加热熔融后涂制或压制成膜。也可将试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜测定。,当样品量特别少或样品面积特别小时，采用光束聚光器，并配有微量液体池、微量固体池和微量气体池，采用全反射系统或用带有卤化碱透镜的反射系统进行测量。,6,（2）石蜡糊法6,3.5.2,红外光谱的应用,（,1,）,已知物的鉴定,将试样的谱图与标准的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照,。如果两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同，峰的相对强度一样，就可以认为样品是该种标准物。如果两张谱图不一样，或峰位不一致，则说明两者不为同一化合物，或样品有杂质。如用计算机谱图检索，则采用相似度来判别。使用文献上的谱图应当注意试样的物态、结晶状态、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同。,7,3.5.2 红外光谱的应用（1）已知物的鉴定7,（2）,检验反应是否进行，某些基团的引入或消去,简单反应相应的特征峰存在或消失,复杂反应标准谱图相比较,（3）,几何构型与立体构象的研究,（4）,未知结构化合物的确定,简单化合物红外光谱,复杂化合物综合分析,8,（2）检验反应是否进行，某些基团的引入或消去8,（1）,了解试样的,来源、性质,了解样品的来源、性质及灰分,物理常数,分子式,经元素分析确定,实验式,；,有条件时可有,MS,谱测定相对分子量，确定,分子式；,3.5.3,光谱解析的一般程序,：,9,（1）了解试样的来源、性质3.5.3 光谱解析的一般程序,根据分子式,计算不饱和度，,其经验公式为：,=1+n,4,+1/2,（n,3,n,1,）,式中：,代表不饱和度；n,1,、n,3,、n,4,分别代表分子中一价、三价和四价原子的数目。,当计算得：,=0,时，表示分子是饱和的，应在,链状烃及其不含双键的衍生物,。,当,=1,时，可能有一个,双键或脂环,；,当,=2,时，可能有,两个双键和脂环,，也可能有一个,叁键,；,当,=4,时，可能有一个,苯环,等。,10,根据分子式计算不饱和度，其经验公式为：,（2）,红外光谱解析程序,顺序：,先特征(区)、后指纹(区)；,先最强(峰)、后次强(峰)；,先粗查、后细找；,原则:,先否定、后肯定；,解析一组相关峰;,11,（2）红外光谱解析程序11,常见官能团的振动频率,振动,吸收峰,化合物,C-H,伸缩,C-H,弯曲,烷烃,2960-2850cm,-1,-CH,2,-,1460cm,-1,-CH,3,1380cm,-1,异丙基，两个等强度的峰,叔丁基，两个不等强度的峰,12,常见官能团的振动频率振动吸收峰化合物C-H 伸缩C-H 弯曲,振动,吸收峰,化合物,C-H,伸缩,C=C,，,C=C-C=C,伸缩,C-H,弯曲,烯烃,C=C,：1680-1620,1000-700,RCH=CH,2,1645,（中）,R,2,C=CH,2,1653,（中）顺RCH=CHR,1650,（中）反RCH=CHR,1675,（弱）,3100-3010,三取代 1680（中-弱）,四取代 1670（弱-无）,四取代 无,共轭烯烃,与烯烃同,向低波数位移，1600,与烯烃同,910-905,强,995-985,强,895-885,强,730-650,弱且宽,980-965,强,840-790,强,无,13,振动吸收峰化合物C-H 伸缩C=C，C=C-C=C 伸缩C-,吸收峰,化合物,振动,C-H,伸缩,C,C,，苯环,伸缩,C-H,弯曲,炔烃,3310-3300,一取代 2140-2100弱,非对称二取代 2260-2190弱,700-600,3110-3010,中,1600,中,670,弱（苯）,邻-770-735强,间-810-750强,710-690中,对-833-810强,泛频 2000-1660,取代芳烃,较强,对称 无,强,1580,弱,1500,强,1450,弱-无,一取代770-730，710-690强,二取代,14,吸收峰化合物振动C-H伸缩CC，苯环伸缩C-H弯曲炔,类 别,伸缩,(cm-1),说 明,C-X,C-F C-Cl C-Br C-I,1350-1100,强750-700 中 700-500 中 610-685 中,游离 3650-3500缔合3400-3200宽峰,不明显,醇、酚,-OH,C-O-C,1200-1000,不特征,胺,RNH,2,R,2,NH,3500-3400,（游离）缔合降低100,3500-3300,（游离）缔合降低100,键和官能团,醚,15,类 别 伸缩(cm-1)说 明,类别,伸缩 (cm,-1,),说 明,1770-1750,（缔合时在1710）,醛、酮,C=O,R-CHO,1750-1680,2720,（C-H）,羧酸,C=O,OH,酸酐,酰卤,酰胺,腈,气相在3550，液固缔合时在3000-2500（宽峰）,C=O,C=O,C=O,C=O,酯,1800,1860-1800 1800-1750,1735,NH,2,1690-1650,3520,，3380（游离）缔合降低100,C,N,2260-2210,键和官能团,16,类别伸缩 (cm-1)说 明1770-1750（缔,例题,3-9,：,17,例题3-9：17,例题,3-11,：,18,例题3-11：18,