儀器分析大連理工大學(xué)104紅外光譜的應(yīng)用ppt課件

1、第十章第十章 紅外光譜法和激紅外光譜法和激光拉曼光譜法光拉曼光譜法10.4.1 紅外譜圖解紅外譜圖解析的一般步驟析的一般步驟10.4.2 化合物結(jié)構(gòu)化合物結(jié)構(gòu)鑒定鑒定10.4.3 標(biāo)準(zhǔn)紅外譜標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖庫簡介圖庫簡介10.4.4 紅外光譜的紅外光譜的定量分析定量分析第四節(jié)第四節(jié) 紅外光譜紅外光譜的應(yīng)用的應(yīng)用 Application of Infrared absorption spectroscopyInfrared spectroscopy and Laser Raman spectroscopy10.4.1 紅外譜圖解析的一般步驟紅外譜圖解析的一般步驟解析前應(yīng)了解盡可能多的信息2.計(jì)算不飽

2、和度3.確定所含的化學(xué)鍵或基團(tuán) 4.根據(jù)頻率位移值考慮鄰接基團(tuán)及其連接方式5.與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照6.配合其他分析方法綜合解析不飽和度計(jì)算 定定 義：分子結(jié)構(gòu)中達(dá)到飽和所缺一價(jià)元素的義：分子結(jié)構(gòu)中達(dá)到飽和所缺一價(jià)元素的“對(duì)數(shù)。對(duì)數(shù)。計(jì)算式：計(jì)算式： 化合物化合物CxHyNzOn u = x + (z y) / 2 + 1 x ， z ， y分別為分子中四價(jià)，三價(jià)，一價(jià)元素?cái)?shù)目。分別為分子中四價(jià)，三價(jià)，一價(jià)元素?cái)?shù)目。 作作 用：推斷分子中含有雙鍵、三鍵、環(huán)、芳環(huán)的數(shù)目，驗(yàn)用：推斷分子中含有雙鍵、三鍵、環(huán)、芳環(huán)的數(shù)目，驗(yàn)證譜圖解析的正確性。證譜圖解析的正確性。 例：例： C9H8O2 u = 9 + （

3、0 8 ）/ 2+1 = 610.4.2 化合物結(jié)構(gòu)鑒定化合物結(jié)構(gòu)鑒定1. 未知物2.推測推測C4H8O2的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)H C O CH2CH2CH3OH3C C O CH2CH3OH3CH2C C O CH3O118012401160解：解：1u=1-8/2+4=1 2峰歸屬峰歸屬 3可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)3.推測推測C8H8純液體純液體解：解：1） u =1-8/2+8=52峰歸屬峰歸屬 3可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu) HC CH24. C8H7N，確定結(jié)構(gòu)，確定結(jié)構(gòu)解：解： 1） u =1+（1-7）/2+8=6 2峰歸屬峰歸屬 3可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)H3CCN5. 譜圖解析譜圖解析 (1) 兩種酮

4、羰基，苯共軛兩種酮羰基，苯共軛CO：1680cm-1，甲基酮型，甲基酮型 CO ：1718cm-1 (2) 苯環(huán)苯環(huán)CH：3080cm-1 ，苯環(huán)骨架振動(dòng)：，苯環(huán)骨架振動(dòng)：1600cm-1，1580cm-1，苯環(huán)骨架伸縮振動(dòng)：，苯環(huán)骨架伸縮振動(dòng)：1450cm-1；苯環(huán)單取代的兩個(gè)；苯環(huán)單取代的兩個(gè)特征峰：特征峰：750cm-1，700cm-1 。 (3) 飽和碳?xì)湮眨猴柡吞細(xì)湮眨?962cm-1，2873cm-1，強(qiáng)度低；，強(qiáng)度低；CH3非對(duì)稱變形在非對(duì)稱變形在1420cm-1，對(duì)稱變形振動(dòng)：，對(duì)稱變形振動(dòng)：1360cm-1甲基酮特甲基酮特征）。征）。COCH COCH3CH36. 推測化

5、合物推測化合物C8H8O的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)譜圖解析譜圖解析 ：1） u = n4 + 1 +（n3-n1）/2 = 8 + 1 - 8/2 = 5 2峰歸屬峰歸屬 3可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu) 解析過程：解析過程：C8H8O u = 5 OCH3可能結(jié)構(gòu)：可能結(jié)構(gòu)：7. 推測化合物推測化合物C8H8O的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)譜圖解析譜圖解析 ：1） u = n4 +（n3-n1）/2 + 1 = 8 + 1 - 8/2 = 5 2峰歸屬峰歸屬 3可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu) 解析過程：解析過程：C8H8O u = 5 可能結(jié)構(gòu)：可能結(jié)構(gòu)：CH2COH8. 推測化合物推測化合物C8H8O2的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)解：解：1） u =5 2

6、峰歸屬峰歸屬 3可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu) 解析過程：解析過程： C8H8O2 ， u =5可能結(jié)構(gòu)：可能結(jié)構(gòu)：9. 化合物化合物C6H12的結(jié)構(gòu)確定的結(jié)構(gòu)確定解：解：1） u = 1 2峰歸屬峰歸屬 3可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)可能結(jié)構(gòu)：可能結(jié)構(gòu)：b10. 化合物化合物C8H7N的結(jié)構(gòu)確定的結(jié)構(gòu)確定解：解：1） u = 1+（1-7）/2+8 = 6 2峰歸屬峰歸屬 3可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)H3CCN可能結(jié)構(gòu)：可能結(jié)構(gòu)：11. 化合物化合物C3H7NO的結(jié)構(gòu)確定的結(jié)構(gòu)確定解：解：1） u = 1 2峰歸屬峰歸屬 3可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)可能結(jié)構(gòu)：可能結(jié)構(gòu)：COH3CNHCH33294cm-1,1655 cm

7、-1，1563cm-1三個(gè)峰是仲酰胺的特征。 羰基倍頻：1655 cm-1 2=3310 cm-1使NH伸縮振動(dòng)峰加高。 10.4.3 標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖庫簡介標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖庫簡介1.薩特勒Sadtler標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖庫。2.應(yīng)用最多，七萬多張的紅外譜圖，每年增補(bǔ)。該譜圖集有多種檢索方法，例如分子式索引、化合物名稱索引、化合物分類索引和相對(duì)分子質(zhì)量索引等。3. Aldrich紅外譜圖庫。4. Sigma Fourier紅外光譜圖庫。5.一些儀器廠商開發(fā)的聯(lián)機(jī)檢索譜圖庫。10.4.4 紅外光譜的定量分析紅外光譜的定量分析 通過對(duì)特征吸收譜帶強(qiáng)度的測量來求出組份含量。通過對(duì)特征吸收譜帶強(qiáng)度的測量來求出組份

8、含量。理論依據(jù)為朗伯理論依據(jù)為朗伯-比爾定律比爾定律 A = - lg( I / I0) = lg(1/ T) = c l特點(diǎn)：（特點(diǎn)：（1紅外光譜的譜帶較多，選擇的余地大，紅外光譜的譜帶較多，選擇的余地大，能方便地對(duì)單一組分和多組分進(jìn)行定量分析。能方便地對(duì)單一組分和多組分進(jìn)行定量分析。 （2不受試樣狀態(tài)的限制，能定量測定氣體、不受試樣狀態(tài)的限制，能定量測定氣體、液體和固體試樣，測溶液普遍。液體和固體試樣，測溶液普遍。 （3但紅外光譜法定量靈敏度較低，尚不適用但紅外光譜法定量靈敏度較低，尚不適用于微量組分的測定。于微量組分的測定。選擇吸收帶的原則選擇吸收帶的原則 ： 1. 一般選組分的特征吸收

9、峰，并且該峰應(yīng)該是一個(gè)不受干擾和其他峰不相重疊的孤立的峰。 例如：分析酸、酯、醛、酮時(shí)，應(yīng)該選擇與羰基C=O振動(dòng)有關(guān)的特征吸收帶。 2. 所選擇的吸收帶的吸收強(qiáng)度應(yīng)與被測物質(zhì)的濃度有線性關(guān)系。 3. 若所選的特征峰附近有干擾峰時(shí)，也可以另選一個(gè)其他的峰，但此峰必須是濃度變化時(shí)其強(qiáng)度變化靈敏的峰，這樣定量分析誤差較小。 定量方法定量方法 ： （1一點(diǎn)法：不考慮背景吸收，直接從譜圖中讀取選定波數(shù)的透過率。 （2基線法：用基線來表示該吸收峰不存在時(shí)的背景吸收。 當(dāng)采用當(dāng)采用KBrKBr壓片法、研糊法和液膜法進(jìn)行定量分壓片法、研糊法和液膜法進(jìn)行定量分析時(shí)，由于試樣的厚度難以精確控制，此時(shí)可采用析時(shí)，由于試樣的厚度難以精確控制，