基团红外吸收图谱文档格式.docx
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五氢吸收有两峰,700和750;
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伸展吸收年夜,昆季叔醇位不合。
1050伯醇显,1100乃是仲,
1150叔醇在,1230才是酚。
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否决称。
苯环若有甲氧基,碳氢伸展2820。
次甲基二氧连苯环,930处有强峰,
环氧乙烷有三峰,1260环振动,九百上下否决称,八百左右最特征。
缩醛酮,特殊醚,1110非缩酮。
酸酐也有C-O键,开链环酐有区别,
开链强宽一千一,环酐移至1250。
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。
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。
羧酸盐,偶合生,羰基伸缩出双峰,1600否决称,1400对称峰。
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,常为邻苯二甲酸。
氮氢伸展三千四,每氢一峰很清楚。
羰基伸展酰胺I,1660有强峰;
N-H变形酰胺II,1600分昆季。
伯胺频高易重叠,仲酰固态1550;
碳氮伸展酰胺III,1400强峰显。
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。
八百左右面内摇,确定最好酿成盐。
伸展弯曲互靠近,伯胺盐三千强峰宽,
仲胺盐、叔胺盐,2700上下可辩白,亚胺盐,更可怜,2000左右才可见。
硝基伸缩吸收年夜,相连基团可弄清。
1350、1500,分为对称否决称。
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,钠盐卵白三千三。
矿物组成杂而乱,振动光谱远红端。
钝盐类,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,1450碳酸根,一千左右看磷酸。
硅酸盐,一峰宽,1000真壮观。
勤学苦练多实践,红外识谱不算难
1.红外光谱法的一般特点
特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操纵简便、能阐发各种状态的试样、阐发灵敏度较低、定量阐发误差较年夜
2.对样品的要求
①试样纯度应年夜于98%,或者合适商业规格
Ø
这样才便于与纯化合物的标准光谱或商业光谱进行对比
多组份试样应预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行别离提纯,不然各组份光谱互相重叠,难予解析
②试样不该含水(结晶水或游离水)
水有红外吸收,与羟基峰干扰,并且会侵蚀吸收池的盐窗。
所用试样应当经过干燥处理
③试样浓度和厚度要适当
使最强吸收透光度在5~20%之间
3.定性阐发和结构阐发
红外光谱具有鲜明的特征性,其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不合而各不相同。
因此,红外光谱法是定性鉴定和结构阐发的有力工具
①已知物的鉴定
将试样的谱图与标准品测得的谱图相对比,或者与文献上的标准谱图(例如《药品红外光谱图集》、Sadtler标准光谱、Sadtler商业光谱等)相对比,即可定性
使用文献上的谱图应当注意:
试样的物态、结晶形状、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同
②未知物的鉴定
未知物如果不是新化合物,标准光谱己有收载的,可有两种办法来核对标准光谱:
A.利用标准光谱的谱带索引,寻找标准光谱中与试样光谱吸收带相同的谱图
B.进行光谱解析,判断试样可能的结构。
然后由化学分类索引查找标准光谱对比核实
解析光谱之前的准备:
了解试样的来源以估计其可能的规模
测定试样的物理常数如熔沸点、溶解度、折光率、旋光率等作为定性的旁证Ø
根据元素阐发及分子量的测定,求出分子式
计算化合物的不饱和度Ω,用以估计结构并验证光谱解析结果的合理性解析光谱的法度一般为:
A.从特征区的最强谱带入手,推测未知物可能含有的基团,判断不成能含有的基团
B.用指纹区的谱带验证,找出可能含有基团的相关峰,用一组相关峰来确认一个基团的存在
C.对简单化合物,确认几个基团之后,即可初步确定分子结构
D.核对标准光谱核实
③新化合物的结构阐发
红外光谱主要提供官能团的结构信息,对庞杂化合物,尤其是新化合物,单靠红外光谱不克不及解决问题,需要与紫外光谱、质谱和核磁共振等阐发手段互相配合,进行综合光谱解析,才干确定分子结构。
④鉴定细菌,研究细胞和其它活组织的结构
4.定量阐发(资料来源:
)
红外光谱有许多谱带可供选择,更有利于排除干扰。
红外光源发光能量较低,红外检测器的灵敏度也很低,ε<103
吸收池厚度小、单色器狭缝宽度年夜,丈量误差也较年夜
☆对农药组份、土壤概略水份、田间二氧化碳含量的测定和谷物油料作物及肉类食品中卵白质、脂肪和水份含量的测定,红外光谱法是较好的阐发办法
4基团频率区
中红外光谱区可分红4000cm1~1300(1800)cm1和1800(1300)cm1~600cm1两个区域。
最有阐发价值的基团频率在4000cm1~1300cm1之间,这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。
区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带,比较稀疏,容易识别,经常使用于鉴定官能团。
在1800cm1(1300cm1)~600cm1区域内,除单键的伸缩振动外,还有因变形振动产生的谱带。
这种振动基团频率和特征吸收峰与整个分子的结构有关。
当分子结构稍有不合时,该区的吸收就有细微的差别,并显示出分子特征。
这种情况就像人的指纹一样,因此称为指纹区。
指纹区对指认结构类似的化合物很有帮忙,并且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
基团频率区可分为三个区域
(1)4000~2500cm1XH伸缩振动区,X可以是O、N、C或S等原子。
OH基的伸缩振动呈现在3650~3200cm1规模内,它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。
当醇和酚溶于非极性溶剂(如CCl4),浓度于0.01mol.dm3时,在3650~3580cm1处呈现游离OH基的伸缩振动吸收,峰形尖锐,且没有其它吸收峰干扰,易于识别。
当试样浓度增加时,羟基化合物产生缔合现象,OH基的伸缩振动吸收峰向低波数标的目的位移,在3400~3200cm1呈现一个宽而强的吸收峰。
胺和酰胺的NH伸缩振动也呈现在3500~3100cm1,因此,可能会对OH伸缩振动有干扰。
CH的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种:
饱和的CH伸缩振动呈现在3000cm1以下,约3000~2800cm1,取代基对它们影响很小。
如CH3基的伸缩吸收呈现在2960cm1和2876cm1邻近;
R2CH2基的吸收在2930cm1和2850cm1邻近;
R3CH基的吸收基呈现在2890cm1邻近,但强度很弱。
不饱和的CH伸缩振动呈现在3000cm1以上,以此来判别化合物中是否含有不饱和的CH键。
苯环的CH键伸缩振动呈现在3030cm1邻近,它的特征是强度比饱和的CH浆键稍弱,但谱带比较尖锐。
不饱和的双键=CH的吸收呈现在3010~3040cm1规模内,末端=CH2的吸收呈现在3085cm1邻近。
叁键º
CH上的CH伸缩振动呈现在更高的区域(3300cm1)邻近。
(2)2500~1900cm1为叁键和累积双键区,主要包含Cº
C、Cº
N等叁键的伸缩振动,以及C=C=C、C=C=O等累积双键的不合毛病称性伸缩振动。
对炔烃类化合物,可以分红RCº
CH和R¢
Cº
CR两种类型:
RCº
CH的伸缩振动呈现在2100~2140cm1邻近;
R¢
CR呈现在2190~2260cm1邻近;
RCº
CR分子是对称,则为非红外活性。
N基的伸缩振动在非共轭的情况下呈现2240~2260cm1邻近。
当与不饱和键或芳香核共轭时,该峰位移到2220~2230cm1邻近。
若分子中含有C、H、N原子,Cº
N基吸收比较强而尖锐。
若分子中含有O原子,且O原子离Cº
N基越近,Cº
N基的吸收越弱,甚至观察不到。
(3)1900~1200cm1为双键伸缩振动区
该区域重要包含三种伸缩振动:
C=O伸缩振动呈现在1900~1650cm1,是红外光谱中特征的且往往是最强的吸收,以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类以及酸酐等有机化合物。
酸酐的羰基吸收带由于振动耦合而呈现双峰
苯的衍生物的泛频谱带,呈现在2000~1650cm1规模,是CH面外和C=C面内变形振动的泛频吸收,虽然强度很弱,但它们的吸收面貌在表征芳核取代类型上有一定的作用。
指纹区
(1)1800(1300)cm1~900cm1区域是CO、CN、CF、CP、CS、PO、SiO等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。
其中:
1375cm1的谱带为甲基的dCH对称弯曲振动,对识别甲基十分有用,CO的伸缩振动在1300~1000cm1,是该区域最强的峰,也较易识别。
(2)900~650cm1区域的某些吸收峰可用来确认化合物的顺反构型。
利用上区域中苯环的CH面外变形振动吸收峰和2000~1667cm1区域苯的倍频或组合频吸收峰,可以共同配合确定苯环的取代类型。
红外光谱
红外光区划分:
通常将红外波谱区分为近红外(nearinfrared),中红外(middleinfrared)和远红外(farinfrared)。
区域
波长规模(mm)
波数规模(cm1)
频率(Hz)
近红外
0.782.5
128004000
3.8´
10141.2´
1014
中红外
2.550
4000200
1.2´
10146.0´
1012
远红外
501000
20010
6.0´
10123.0´
1011
经常使用
2.515
4000670
10142.0´
1013
当样品受到频率连续变更的红外光照射时,分子吸收某些频率的辐射,产生分子振动能级和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线,就获得红外光谱。
物质的红外光谱是其分子结构的反应,谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。
通过比较年夜量已知化合物的红外光谱,发明:
组成分子的各种基团,如OH、NH、CH、C=C、C=O和Cº
C等,都有自己的特定的红外吸收区域,分子的其它部分对其吸收位置影响较小。
通常把这种能代表基团存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰。
分子吸收红外辐射后,由基态振动能级(n=0)跃迁至第一振动激发态(n=1)时,所产生的吸收峰称为基频峰。
因为(振动量子数的差值)△n=1时,nL=n,所以基频峰的位置(nL)即是分子的振动频率。
在红外吸收光谱上除基频峰外,还有振动能级由基态(n=0)跃迁至第二激发态(n=2)、第三激发态(n=3)¼
,所产生的吸收峰称为倍频峰。
由n=0跃迁至n=2时,△n=2,则nL=2n,即吸收的红外线谱线(nL)是分子振动频率的二倍,产生的吸收峰称为二倍频峰。
下图是双原子分子的能级示意图,图中EA和EB暗示不合能量的电子能级,在每个电子能级中因振动能量不合而分为若干个n=0、1、2、3……的振动能级,在同一电子能级和同一振动能级中,还因转动能量不合而分为若干个J=0、1、2、3……的转动能级。
由于分子非谐振性质,各倍频峰并不是正好是基频峰的整数倍,而是略小一些。
以HCl为例:
基频峰(n0→1)2885.9cm1最强
二倍频峰(n0→2)5668.0cm1较弱
三倍频峰(n0→3)8346.9cm1很弱
四倍频峰(n0→4)10923.1cm1极弱
五倍频峰(n0→5)13396.5cm1极弱
除此之外,还有合频峰(n1+n2,2n1+n2,¼
),差频峰(n1n2,2n1n2,¼
)等,这些峰大都很弱,一般不容易识别。
倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰。
红外光谱特点
1)红外吸收只有振转跃迁,能量低;
2)应用规模广:
除单原子分子及单核分子外,几乎所有有机物均有红外吸收;
3)分子结构更为精细的表征:
通过红外光谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构;
4)定量阐发;
5)固、液、气态样均可用,且用量少、不破坏样品;
6)阐发速度快;
7)与色谱等联用(GCFTIR)具有强年夜的定性功能
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- 基团 红外 吸收 图谱