有機(jī)化合物譜圖解析第7章.ppt

第七章 紅外光譜,7.1 紅外譜圖基本知識(shí) 紅外吸收強(qiáng)度一般用強(qiáng)弱表示： 很強(qiáng)（very strong, vs; 200） 強(qiáng)（strong, s; = 75 200） 中（medium, m; = 25 75） 弱（weak, w; = 5 25） 很弱（very weak, vw; 5） 變化（variable, v） （：摩爾吸光系數(shù)）,7.2 紅外光譜原理 7.2.1 雙原子分子的紅外吸收頻率 經(jīng)典力學(xué)處理：,k：化學(xué)鍵的力常數(shù) ：折合質(zhì)量,量子力學(xué)處理：,為基頻,7.2.2 多原子分子的紅外吸收頻率 多原子分子有多種振動(dòng)模式： 非線性分子的振動(dòng)：3n-6個(gè)自由度（基本振動(dòng)） 線性分子的振動(dòng)： 3n-5個(gè)自由度（基本振動(dòng)）,伸縮振動(dòng)(stretching)：沿鍵軸方向伸、縮的振動(dòng)， 其吸收頻率相對(duì)在高波數(shù)區(qū)。 彎曲振動(dòng)(bending)： 除伸縮振動(dòng)以外的其它振動(dòng)， 其吸收頻率相對(duì)在低波數(shù)區(qū)。,倍頻(overstone)：n ( n=2, 3, ; 為基頻) 組合頻(combination tone)：兩個(gè)或兩個(gè)以上基頻之差或和。 耦合頻率(coupling tone)：兩個(gè)基團(tuán)相鄰且它們的振動(dòng)基頻相差又不大時(shí)，振動(dòng)的耦合引起吸收頻率偏離基頻，一個(gè)移向高頻方向，一個(gè)移向低頻方向。 費(fèi)米共振(Fermi resonance)：當(dāng)倍頻或組合頻與某基頻相近時(shí)，由于其相互作用而產(chǎn)生的強(qiáng)吸收帶或發(fā)生的峰的分裂。,7.2.3 紅外吸收強(qiáng)度 紅外吸收強(qiáng)度由振動(dòng)時(shí)偶極矩變化的大小決定。 分子中含有雜原子時(shí)，其紅外譜峰一般都較強(qiáng)。,7.3 官能團(tuán)的特征頻率 影響官能團(tuán)吸收頻率的因素： 1）電子效應(yīng),（1）誘導(dǎo)效應(yīng),頻率降低,頻率升高,（2）中介效應(yīng)（共振效應(yīng)）,伯、仲、叔酰胺羰基 1690cm-1,（3）共軛效應(yīng),、-不飽和酮羰基： 1675cm-1 芳酮羰基： 1690cm-1,親電誘導(dǎo)效應(yīng)（-I）與供電共軛效應(yīng)（+C）,2）空間效應(yīng) （1）環(huán)的張力 環(huán)的張力加大時(shí)，環(huán)上有關(guān)官能團(tuán)的吸收頻率逐漸上升。 脂環(huán)酮羰基： 六員環(huán) 五員環(huán) 四員環(huán) 三員環(huán) 1715cm-1 1745cm-1 1780cm-1 1850cm-1,環(huán)烯烴中雙鍵則反之： 六員環(huán) 五員環(huán) 四員環(huán) 1639cm-1 1623cm-1 1566cm-1,3）氫鍵的影響 氫鍵的形成降低了化學(xué)鍵的力常數(shù)，吸收頻率移向低波數(shù)方向；同時(shí)振動(dòng)時(shí)的偶極矩變化加大，吸收強(qiáng)度增加。 醇的羥基： 游離態(tài) 二聚體 多聚體 36003610cm-1 35003600cm-1 32003400cm-1 胺基發(fā)生分子締合，其吸收頻率多則可降低100cm-1或更多。羧基形成強(qiáng)烈氫鍵，其羥基的吸收頻率移至25003000cm-1 。,4）質(zhì)量效應(yīng)（氘代的影響）,用于含氫基團(tuán)的紅外吸收峰的指認(rèn)。,7.4 紅外譜圖解析 7.4.1 紅外吸收波段 1）4000-2500cm-1 X-H（X=C、N、O、S）伸縮振動(dòng)區(qū) 2）2500-2000cm-1 三鍵和累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū) 3）2000-1500cm-1 雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū) 4）1500-1300cm-1 部分伸縮振動(dòng)，C-H彎曲振動(dòng) 5）1300-910cm-1 分子骨架伸縮、彎曲振動(dòng) 6）910cm-1以下 苯指紋區(qū)（C-H彎曲振動(dòng)），烯的C-H彎曲振動(dòng),游離OH 3600,締合OH 3300,-NH2 3300 3500,-NHR,-CC-H 3300,-COH 2820,2720,-SH 26002550,-CN 2240 -CC- 2220,-CC-H 2120,C=O 1715,C=C 1630,C-O-C 13001020,C-OH,苯指紋區(qū),COOH 3000,苯環(huán)的組合頻和 面外彎曲振動(dòng)譜帶,酰胺的特征峰： 1）N-H伸縮振動(dòng)：3500-3050cm-1 2）C=O伸縮振動(dòng)（酰胺 I 帶）： 伯酰胺 仲酰胺 叔酰胺 1690(1650)cm-1 1680(1665)cm-1 1650(1650)cm-1 3）N-H剪切振動(dòng)與C-N伸縮振動(dòng)（酰胺 II 帶）： 伯酰胺 仲酰胺 1600(1640)cm-1 1530(1550)cm-1 4） C-N伸縮振動(dòng)： 伯酰胺：1400-1430cm-1（m）,7.4.2 紅外譜圖解析要點(diǎn)及注意事項(xiàng) 1）紅外吸收譜的三要素（位置、強(qiáng)度、峰形） 2）同一基團(tuán)的幾