紅外譜圖解析示例

1、紅外譜圖解析示例2022/9/26第1頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二一、紅外譜圖解析 analysis of infrared spectrograph1烷烴（CH3，CH2，CH）(CC,CH )-（CH2）n-nas1460 cm-1 s1380 cm-1CH3 CH2 s1465 cm-1CH2 r 720 cm-1（水平搖擺）重疊 CH2 對(duì)稱(chēng)伸縮2853cm-110CH3 對(duì)稱(chēng)伸縮2872cm-110 CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮2926cm-110 CH3不對(duì)稱(chēng)伸縮2962cm-110 3000cm-1 2022/9/26第2頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)

2、48分，星期二HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3CH3 s CC骨架振動(dòng) 1:11155cm-11170cm-1CCH3CH31391-1381cm-11368-1366cm-14:5 1195 cm-1 CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21250 cm-1a)由于支鏈的引入，使CH3的對(duì)稱(chēng)變形振動(dòng)發(fā)生變化。b)CC骨架振動(dòng)明顯2022/9/26第3頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二c) CH2面外變形振動(dòng)(CH2)n，證明長(zhǎng)碳鏈的存在。n=1 770785 cm-1 （中 ） n=2 740

3、750 cm-1 （中 ） n=3 730 740 cm-1 （中 ） n 722 cm-1 （中強(qiáng) ） d) CH2和CH3的相對(duì)含量也可以由1460 cm-1和1380 cm-1的峰 強(qiáng)度估算強(qiáng)度cm-1150014001300正二十八烷cm-1150014001300正十二烷cm-1150014001300正庚烷2022/9/26第4頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二2022/9/26第5頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二2. 烯烴，炔烴伸縮振動(dòng)變形振動(dòng)a)C-H 伸縮振動(dòng)( 3000 cm-1) 3080 cm-1 3030 cm-1 308

4、0 cm-1 3030 cm-1 3300 cm-1 （C-H）3080-3030 cm-1 2900-2800 cm-1 3000 cm-1 2022/9/26第6頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二b)C=C 伸縮振動(dòng)(1680-1630 cm-1 )1660cm-1 分界線（C=C）反式烯三取代烯四取代烯1680-1665 cm-1 弱，尖順式烯乙烯基烯亞乙烯基烯1660-1630cm-1 中強(qiáng)，尖2022/9/26第7頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二 分界線1660cm-1 順強(qiáng)，反弱 四取代（不與O，N等相連）無(wú)（C=C）峰 端烯的強(qiáng)度強(qiáng)

5、共軛使（C=C）下降20-30 cm-1 2140-2100cm-1 （弱） 2260-2190 cm-1 （弱）總結(jié)2022/9/26第8頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二c)C-H 變形振動(dòng)(1000-700 cm-1 )面內(nèi)變形（=C-H）1400-1420 cm-1 （弱）面外變形（=C-H） 1000-700 cm-1 （有價(jià)值）（=C-H）970 cm-1（強(qiáng)） 790-840 cm-1 （820 cm-1） 610-700 cm-1（強(qiáng)） 2：1375-1225 cm-1（弱） （=C-H）800-650 cm-1（690 cm-1）990 cm-1910

6、cm-1 （強(qiáng)） 2：1850-1780 cm-1 890 cm-1（強(qiáng)） 2：1800-1780 cm-1 2022/9/26第9頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二譜圖2022/9/26第10頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二2022/9/26第11頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二對(duì)比烯烴順?lè)串悩?gòu)體2022/9/26第12頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二3.醇（OH） OH，COa)-OH 伸縮振動(dòng)(3600 cm-1) b)碳氧伸縮振動(dòng)(1100 cm-1)游離醇，酚伯-OH 3640cm-1仲-O

7、H 3630cm-1叔-OH 3620cm-1酚-OH 3610cm-1（OH） （C-O） 1050 cm-11100 cm-11150 cm-11200 cm-1支化：-15 cm-1不飽和：-30 cm-12022/9/26第13頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二OH基團(tuán)特性 雙分子締合（二聚體）3550-3450 cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200 cm-1分子內(nèi)氫鍵：分子間氫鍵：多元醇（如1，2-二醇 ） 3600-3500 cm-1螯合鍵（和C=O，NO2等）3200-3500 cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200 cm-1 分子間氫鍵隨

8、濃度而變，而分子內(nèi)氫鍵不隨濃度而變。水（溶液）3710 cm-1水（固體）3300cm-1結(jié)晶水 3600-3450 cm-12022/9/26第14頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二3515cm-1001M01M025M10M3640cm-13350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同濃度的IR圖2950cm-12895 cm-12022/9/26第15頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二2022/9/26第16頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二2022/9/26第17頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二脂族和環(huán)的

9、C-O-C as 1150-1070cm-1 芳族和乙烯基的=C-O-Cas 1275-1200cm-1 （1250cm-1 ）s 1075-1020cm-14. 醚（COC）脂族 R-OCH3 s (CH3) 2830-2815cm-1 芳族 Ar-OCH3 s (CH3) 2850cm-1 2022/9/26第18頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二5醛、酮2022/9/26第19頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二醛2022/9/26第20頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二2022/9/26第21頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月

10、20日，9點(diǎn)48分，星期二6羧酸及其衍生物羧酸的紅外光譜圖2022/9/26第22頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二酰胺的紅外光譜圖2022/9/26第23頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二不同酰胺吸收峰數(shù)據(jù)2022/9/26第24頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二酸酐和酰氯的紅外光譜圖2022/9/26第25頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二氰基化合物的紅外光譜圖CN=2275-2220cm-12022/9/26第26頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二硝基化合物的紅外光譜圖AS （N

11、=O）=1565-1545cm-1S （N=O）=1385-1350cm-1脂肪族芳香族S （N=O）=1365-1290cm-1AS （N=O）=1550-1500cm-12022/9/26第27頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二二、未知物結(jié)構(gòu)確定structure determination of compounds1. 未知物2022/9/26第28頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二?2.推測(cè)C4H8O2的結(jié)構(gòu)解：1）=1-8/2+4=1 2）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu)2022/9/26第29頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二

12、?3.推測(cè)C8H8純液體解：1） =1-8/2+8=52）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu) 2022/9/26第30頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二?4. C8H7N，確定結(jié)構(gòu)解：1） =1-（1-7）/2+8=6 2）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu)2022/9/26第31頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二 內(nèi)容選擇：第一節(jié) 紅外基本原理basic principle of Infrared absorption spectroscopy第二節(jié) 紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)infrared spectroscopy and molecular structure第三節(jié) 紅外光

13、譜儀器infrared absorption spectrophotometer第四節(jié) 紅外譜圖解析analysis of Infrared spectrograph 第五節(jié) 激光拉曼光譜laser Raman spectrometry結(jié)束2022/9/26第32頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二二、定性分析1 . 已知物的鑒定 紅外光譜法廣泛用于有機(jī)化合物定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析。 將試樣的譜圖與標(biāo)準(zhǔn)的譜圖進(jìn)行對(duì)照，或者與文獻(xiàn)上的譜圖進(jìn)行對(duì)照。 如果兩張譜圖各吸收峰的位置和形狀完全相同，峰的相對(duì)強(qiáng)度一樣，就可以認(rèn)為樣品是該種標(biāo)準(zhǔn)物。如果兩張譜圖不一樣，或峰位不一致，則說(shuō)明兩者

14、不為同一化合物，或樣品有雜質(zhì)。 如用計(jì)算機(jī)譜圖檢索，則采用相似度來(lái)判別。 使用文獻(xiàn)上的譜圖應(yīng)當(dāng)注意試樣的物態(tài)、結(jié)晶狀態(tài)、溶劑、測(cè)定條件以及所用儀器類(lèi)型均應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖相同。 2022/9/26第33頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二2 . 未知物結(jié)構(gòu)的測(cè)定 如果未知物不是新化合物，可以通過(guò)兩種方式利用標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行查對(duì)：（1）查閱標(biāo)準(zhǔn)譜圖的譜帶索引，與尋找試樣光譜吸收帶相同的標(biāo)準(zhǔn)譜圖；（2）進(jìn)行光譜解析，判斷試樣的可能結(jié)構(gòu)，然后再由化學(xué)分類(lèi)索引查找標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照核實(shí)。 幾種標(biāo)準(zhǔn)譜圖（1）薩特勒（Sadtler）標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖（2）Aldrich紅外譜圖庫(kù)（3）Sigma Fou

15、rier紅外光譜圖庫(kù)2022/9/26第34頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二2 . 未知物結(jié)構(gòu)的測(cè)定 圖譜解析 1）收集樣品的有關(guān)資料和數(shù)據(jù)。了解試樣的來(lái)源、以估計(jì)其可能是哪類(lèi)化合物；測(cè)定試樣的物理常數(shù)，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度、折光率等，作為定性分析的旁證； 2）根據(jù)元素分析及相對(duì)摩爾質(zhì)量的測(cè)定，求出化學(xué)式并計(jì)算化合物的不飽和度。 2022/9/26第35頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二 =1+n4+(n3-n1)/2 式中n4、n3、n1、分別為分子中所含的四價(jià)、三價(jià)和一價(jià)元素原子的數(shù)目。 當(dāng)=0時(shí)，表示分子是飽和的，應(yīng)在鏈狀烴及其不含雙鍵的衍生

16、物。 當(dāng)=1時(shí)，可能有一個(gè)雙鍵或脂環(huán)； 當(dāng)=2時(shí)，可能有兩個(gè)雙鍵和脂環(huán)，也可能有一個(gè)叁鍵； 當(dāng)=4時(shí)，可能有一個(gè)苯環(huán)等。 但是，二價(jià)原子如S、O等不參加計(jì)算2022/9/26第36頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二定義： 不飽和度是指分子結(jié)構(gòu)中達(dá)到飽和所缺一價(jià)元素的“對(duì)”數(shù)。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個(gè)氫原子，不飽和度為1。作用： 由分子的不飽和度可以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。例： C9H8O2 = （2 +29 8 ）/ 2 = 62022/9/26第37頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二 3）譜圖解析 （1）

17、排除雜峰、溶劑峰 H2O 3700cm 1 （溶劑中） 3450 -3330cm 1 （樣品或KBr中） 2000-1280cm 1 （大氣中）CO2 2345cm 1 667 cm-1 KBr 1100cm-1 （2）根據(jù)圖檢索特征峰2022/9/26第38頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二 原則 先特征區(qū)，后指紋區(qū)； 先最強(qiáng)峰，后次強(qiáng)峰； 先粗查， 后細(xì)找； 先否定 ，后肯定。 先從基團(tuán)頻率區(qū)的最強(qiáng)譜帶開(kāi)始，推測(cè)未知物可能含有的基團(tuán)，判斷不可能含有的基團(tuán)。 再?gòu)闹讣y區(qū)的譜帶進(jìn)一步驗(yàn)證，找出可能含有基團(tuán)的相關(guān)峰，用一組相關(guān)峰確認(rèn)一個(gè)基團(tuán)的存在。 對(duì)于簡(jiǎn)單化合物，確認(rèn)幾個(gè)

18、基團(tuán)之后，便可初步確定分子結(jié)構(gòu)，然后查對(duì)標(biāo)準(zhǔn)譜圖核實(shí)。 2022/9/26第39頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二定性分析 各類(lèi)有機(jī)化合物的特征吸收 1.烷烴 2.烯烴 3.炔烴 4.芳烴 5.羰基化合物 6.酚、醇 7.醚 8.胺 9.硝基化合物2022/9/26第40頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二例1：C6H12 =11642cm-1 為C=C993 cm-1與910 cm-1為CH2=CH-2967 cm-1 、2878 cm-1 、1379 cm-1為CH33083 cm-1為C=C-H2933cm-1 、2865 cm-1 、740 c

19、m-1 、1459 cm-1為CH22022/9/26第41頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二可為：應(yīng)為：2022/9/26第42頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二例2：C4H6O2 =23300-2700cm-1寬吸收 為羧基中的OH1715cm-1 為C=O1650 cm-1 為C=C960、910 cm-1 為CH2=CH-1418cm-1 為CH22022/9/26第43頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二例3 C6H10=23300 cm-1炔氫2980、1460cm-1 為CH32150 cm-1 為炔2960、138

20、0 cm-1 為CH22022/9/26第44頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二例4 C6H12O2 =12960、1465cm-1為孤立甲基1720cm-1 為C=O1280、1184、1150cm-1 為C-O-C，表明為酯1397、1370 cm-1 面積比為1：2為叔丁基2022/9/26第45頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二例5：C4H9NO =13350、3170cm-1為N-H2960cm-1 為CH31640cm-1有肩峰 為伯酰胺的C=01355、1370 cm-1 面積比為1：1表明為異丙基1465 cm-1、 1425 cm-

21、1為C-N與N-H的混合峰1290 cm-1為次甲基2022/9/26第46頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二五、紅外譜圖解析示例1烷烴第47頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二2 烯烴2022/9/26第48頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二對(duì)比2 烯烴順?lè)串悩?gòu)體第49頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二醇?xì)滏I締合第50頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二醛、酮第51頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二5羧酸及其衍生物第52頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二6 紅外譜圖解析未知物1第53頁(yè)，共57頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期二定量分析 紅外光譜定量分析是通過(guò)對(duì)特征吸收譜帶強(qiáng)度的測(cè)量來(lái)求出組份含量。其理論依據(jù)是朗伯-比耳定律。 由于紅外光譜的譜帶較多，選擇的余地大，所以能方便地對(duì)單一組份和多組份進(jìn)行定量分析。此外，該法不受樣品狀態(tài)