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如何解析红外光谱图?看完你就是专家!
+ X! c) H! V( u4 H6 \; v5 p2015-05-29 实验与分析5 C9 o* ~& d8 O3 E
(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),
* d! z% p2 Z, hn3: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)
2 y' z( K9 \" O& Y+ F2 x* p(2)分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000 ' D6 ]0 ~4 M) S% b5 u) O
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;# M+ B y$ g8 J% |9 y" Q
(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 5 Y* k! p& J. d) o/ a5 x5 c
cm-1, 烯:1680~1640 cm-1 芳环:1600,1580,1500,1450
: K1 B9 \0 [6 j( _. Z+ g. g/ ?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);( H: J% N4 d' e5 T' ]: \' ]3 j( N
(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;6 k5 u* B- o$ _5 u; T9 B
(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。
. A# @* G$ z& [) }5 [( M熟记健值 7 V# P) b) r% e" A$ C% v
1.烷烃:C-H伸缩振动(3000-2850cm-1)C-H弯曲振动(1465-1340cm-1) 9 T( {' ^& B* c3 f4 E2 y; O) x
一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下,接近3000cm-1的频率吸收。
# }. D: }3 q2 w9 ?2 u2.烯烃:烯烃C-H伸缩(3100~3010cm-1),C=C伸缩(1675~1640 ! c! z; [! c* R; {
cm-1),烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675cm-1)。+ \2 y9 n0 d% F V7 s* L7 t
3.炔烃:炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近),三键伸缩振动(2250~2100cm-1)。1 b( D. t( Z# t% w# c' P
4.芳烃:芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, 4 E9 ]; Y2 o* J8 A- |
C-H面外弯曲振动880~680cm-1。# k( O y0 K2 t! 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。 1 Q( s& g# i' P+ J! h5 D
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。
# H8 ]' y& \8 `( i; t- F2 I7 }# E4 t5.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,
( w1 F8 t# g; T7 O. A+ a o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 . Y* W7 I7 G$ ~0 h
面外弯曲:769-659cm-1& P5 I3 t, S1 q
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
u9 R3 c; c0 d, b芳香醚:1270~1230cm-1(为Ar-O伸缩),1050~1000cm-1(为R-O伸缩): n$ M+ E' y; u m; _* o2 E- X
7.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) $ q: g2 L1 `: n$ e4 z6 P
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
" C( l& M$ F1 j, s8.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 . z+ J ^4 e4 H8 O& n: J9 {% U
C-O伸缩吸收 , 920cm-1 成键的O-H键的面外弯曲振动' K3 R L) Z! y% m5 i/ \# u- s7 u- X# }# f
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 W, l a0 ?' ?9 M' {2 r. _ [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; * b3 D# e. T9 O1 a* Z# l' q
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 F# e6 D; R- X3 _ O
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-16 B/ z$ u1 [5 P8 W, X# d# ~
12.酰胺:3500-3100cm-1 N-H伸缩振动
' Q7 }1 ?4 e* i5 p# O; n# o1680-1630cm-1 C=O 伸缩振动
) G& Q0 k9 J7 q* C2 y1655-1590cm-1 N-H弯曲振动
- V+ J r8 [0 N- k* J1420-1400cm-1 C-N伸缩3 K0 _. Z+ ~3 ]3 r2 W
13.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 $ J1 X) m: n5 r
cm-1,C-I 600-500 cm-1
1 O) P0 g% Q. z) |红外识谱歌
) q {( H, A8 H5 v( n$ z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。
: z! }! p$ M8 m. e( m; F: n识图先学饱和烃,三千以下看峰形。' H$ v3 X4 y# ~6 g2 {8 |. L
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。
' Q; v+ y) P4 @9 o. W面内摇摆720,长链亚甲亦可辨。
' z; _# K; ^; @0 M/ P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。
- _8 k' j8 B9 _$ X0 P9 C% X+ [烯氢面外易变形,1000以下有强峰。 910端基氢,再有一氢990。1 \5 n6 a( S$ B* \" b1 }* J( B
顺式二氢690,反式移至970; 单氢出峰820,干扰顺式难确定。8 A+ Q, O! {3 n+ [- J
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。
% G9 S' m$ b7 {% S: a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; # H4 q' b3 B' f1 ]# {5 _. J6 N
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。 2 G: Y* O' ~+ v ]7 Z9 V
1050伯醇显,1100乃是仲,1150叔醇在,1230才是酚。
2 s* W- Y9 U3 H3 s1110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。 6 \# u7 s) X; l7 m. m
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。 + I5 Y: _* I2 r$ l" x; k3 O$ E
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。& C( o( G. `8 {5 u! C6 s
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。& R4 A' U6 v7 i# O
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。
1 c- h2 C: L H7 x) Y4 Z羧酸盐,偶合生,羰基伸缩出双峰,1600反对称,1400对称峰。
) }& o5 E' n4 a; c$ @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。/ c6 v' T5 Y7 O$ F4 Y; _
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; ; Q2 Z# S6 V5 M2 S& C: w9 Q
碳氮伸展酰胺III,1400强峰显。
* s$ L- [% o) Q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。 8 |% }( a: d6 t4 }; n/ N; \! 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。
C5 C9 [4 x) N% Z: ~6 A' r硝基伸缩吸收大,相连基团可弄清。1350、1500,分为对称反对称。 % C: ?" {1 ?& j, X7 J+ d4 F T% b
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。' h, ~2 I! f, K
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,
* |! N: `. Z. |2 ^/ w" }1450碳酸根,一千左右看磷酸。硅酸盐,一宽峰,1000真壮观。
0 T1 ~: \+ j, Z9 w0 b$ \- k$ j 勤学苦练多实践,红外识谱不算难。
+ W R/ p3 b3 m& C4 S( o- j0 h(文章来源:互联网); A: c$ [* G. E8 O2 a
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