紅外光譜定性分析指導(dǎo)

1、紅外光譜定性分析的優(yōu)點(diǎn)特征性高分析時(shí)間短需要的樣品量少 IR:10ug1mg不受樣品的物理狀態(tài)限制不破壞試樣分析的成本低第1頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二可靠譜圖的獲得制樣技術(shù)分析未知物的紅外光譜圖，必須強(qiáng)調(diào)樣品的純度盡可能的純化樣品，前期工作較為煩瑣但為后期譜圖的可靠性奠定了基礎(chǔ)不同的制樣方法涉及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，紅外光譜圖略有差別，查閱標(biāo)準(zhǔn)譜圖時(shí)需要考慮結(jié)合其他分析儀器第2頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二紅外光譜的三個(gè)重要特征譜帶的位置 譜帶的位置是指示是指示一定基團(tuán)存在的最有用的特征，由于若干不同的基團(tuán)可能在相同的頻率區(qū)出現(xiàn)，做判斷時(shí)要特別慎重

2、。形狀 有時(shí)從譜帶的形狀也能得到基團(tuán)的有關(guān)信息，這些對于鑒定特殊基團(tuán)的存在很有用。相對強(qiáng)度 在分子中極性較強(qiáng)的基團(tuán)產(chǎn)生強(qiáng)的吸收帶。第3頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二光譜的解析技巧直接法利用標(biāo)準(zhǔn)譜圖Sadtler標(biāo)準(zhǔn)譜圖Atlas of polymer and plastics analysis分為11部分約有1100張譜圖增塑劑、穩(wěn)定劑、各種助劑等Infrared spectroscopy-its use in the coating industry分為三部分膠粘劑、溶劑、無機(jī)顏料和助劑Identification and analysis of plastics分

3、為十部分乙烯類樹脂、聚酰胺等The Aldrich library of Infrared spectra收集了8000多張有機(jī)物的紅外光譜圖Infrared spectra of inorganic spectra收集了892張無機(jī)物的紅外光譜圖第4頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二否定法 如果已知某波數(shù)區(qū)的譜帶對某個(gè)基團(tuán)是特微的，在譜圖中的這個(gè)數(shù)區(qū)如果沒有譜帶存在時(shí)，就可以判斷某些基團(tuán)在分子中不存在。 第5頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二肯定法 如果譜圖不能直接辨認(rèn)，則必須對它進(jìn)行詳細(xì)分析，一般分析譜圖是從紅外譜圖中最強(qiáng)的吸收帶開始的，這種譜帶

4、往往對應(yīng)于化合物中主要官能團(tuán)，因而也就可能較大程度的反映了化合物的特征，然后再分析其它較特征的譜帶，對于一些弱的譜帶往往是不好解釋的。 在實(shí)際工作中，我們往往把肯定法和否定法，以及直接法聯(lián)合使用，以便正確快速的作出判斷。第6頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二紅外光譜圖解析順序先觀察特征區(qū)，找出該化合物存在的官能團(tuán)，然后再查看指紋區(qū)。對于芳香族化合物，應(yīng)找出苯環(huán)的取代位置，由指紋區(qū)的吸收峰與已知的化合物的譜圖或標(biāo)準(zhǔn)譜圖對比，可以判斷未知物與已知物結(jié)構(gòu)是否相同。注意運(yùn)用其它分析的結(jié)果。第7頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二紅外光譜圖解析的方法先把光譜圖分

5、為特征區(qū)（4000cm-11300cm- 1）和指紋區(qū)（1300 cm-1660cm- 1 ），從高頻向低頻移動。在考慮最強(qiáng)譜帶時(shí)，也不能放棄弱的譜帶，有時(shí)弱的譜帶也會起到關(guān)鍵的作用，天然橡膠的特征吸收就在830 cm- 1 。在高頻區(qū)找到一個(gè)譜帶的歸屬，還應(yīng)在低頻區(qū)找到旁證，如此才能最后確定官能團(tuán)的歸屬。第8頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二典型化合物的吸收位置碳?xì)湔駝宇愋停ú伙柡托停〢. 若C-H伸縮振動吸收帶高于3000cm-1可能有不飽和鍵，需要進(jìn)一步看1650cm-11610cm-1 判斷是否有雙鍵存在。B. 1600cm-1、1500cm-1的中強(qiáng)譜帶通常表示

6、芳環(huán)的存在，芳環(huán)上有極性取代基時(shí)，芳環(huán)骨架振動變?yōu)閺?qiáng)譜帶。C. 1600cm-1 1610cm-1表示雙鍵的存在，無此譜帶時(shí)雙鍵仍可能存在。D. 3250cm-1的中強(qiáng)譜帶和2210cm-1的弱譜帶，以及另一個(gè)中強(qiáng)譜帶出現(xiàn)在2115cm-1時(shí)，表示有三鍵存在，無此譜帶時(shí)三鍵仍可能存在。如確定了化合物是不飽和的，可以在909 cm-1 650cm-1處找到取代基的位置。第9頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第10頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二 碳?xì)湔駝宇愋停柡托停〢. 若C-H伸縮振動帶低于3000cm-1 ，則碳原子是飽和的。需要確 定甲基和亞

7、甲機(jī)基的存在。B. 1445cm-1吸收帶表示CH3 的存在。1470cm-1 則表示CH2的存在，但 有時(shí)1445cm-1也表示CH2。C. 1375cm-1吸收帶表示C-CH3的存在,利用特征頻率表可以確定C-CH3的種類。D. 若只有CH2振動譜帶而無C-CH3譜帶則應(yīng)考慮環(huán)狀化合物存在的可能。E. 若CH2和CH3譜帶都在，又無雙鍵和三鍵，則可認(rèn)為是飽和脂肪 化合物，725cm-1的峰表示碳鏈的個(gè)數(shù)大于4。第11頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第12頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二OH振動類型先由OH伸縮振動考察A. 在3700cm-12

8、500cm-1區(qū)，若OH伸縮在3600cm-13700cm-1出現(xiàn)， 則是游離的羥基，若在3300cm-1出現(xiàn)較寬的吸收，則是締合的羥基。B. 除締合的羥基在3300cm-1出現(xiàn)較寬的吸收，另一強(qiáng)吸收C-O在1050cm-1，又在950cm-1出現(xiàn)一較寬的OH面外彎曲振動，是醇類。C. 除締合的羥基在3300cm-1出現(xiàn)較寬的吸收，另一中強(qiáng)吸收在1250cm-1，并在3020cm-1有苯環(huán)的振動，又在1600cm-11500cm-1有骨架振動，則為酚。D. 除締合的羥基在3300cm-1 2500cm-1區(qū)出現(xiàn)較寬的吸收，在1700 cm-1強(qiáng)峰，在1300 2500cm-1有C-O吸收，在9

9、20cm-1有羥基面外振動，則為酸類。第13頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第14頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第15頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二羰基振動類型 醛羰基在1690cm-1 1740cm-1區(qū)是最強(qiáng)的吸收峰，特征峰在2820cm-1和2740cm-1左右的雙峰。芳香醛：若在1690cm-1為第一強(qiáng)峰，2800cm-1為一中強(qiáng)峰， 在3020cm-1有苯環(huán)的C-H伸縮振動，在1600cm-1、 1500cm-1有 中強(qiáng)吸收，在1030cm-1、 1270cm-1有C-O-C吸收，則為芳香醛。脂肪醛：若在17

10、40cm-1為第一強(qiáng)峰， 2730cm-1為一中強(qiáng)峰， 2960、2850cm-1有強(qiáng)吸收，1600cm-1 、1500cm-1無吸收，則是 脂肪醛類。第16頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第17頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第18頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二酮類的羰基特征吸收在1690cm-11730cm-1，酮的特征吸收帶在1250cm-1 1150cm-1A. 若在1715cm-1有第一強(qiáng)吸收，在1150cm-1有中強(qiáng)吸收，有CH3、 CH2吸收，則為脂肪酮。B. 若在1690cm-1有第一強(qiáng)吸收，在1250c

11、m-1有中強(qiáng)吸收，而在 3040cm-1有若的苯環(huán)伸縮振動，1600cm-1、1500cm-1有弱的苯 環(huán)吸收，則可知是芳香酮。第19頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第20頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第21頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二酸類的羰基吸收帶出現(xiàn)在1690cm-11710cm-1， 酸類的特征吸收帶在2500cm-1 2000cm-1有一系列明顯的小峰，1420cm-1為羥基變形振動，930 cm-1為面外彎曲振動，1300cm 1200cm 1為羥基與碳氧的偶合強(qiáng)吸收。脂肪酸:羰基吸收在1700cm-1

12、1725cm1,有飽和碳 氫振動的特征吸收。芳香酸：羰基吸收在1690cm-1 1700cm1,有不飽和 碳?xì)湔駝拥奶卣魑?。?2頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第23頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第24頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二酯類的羰基吸收帶出現(xiàn)在1690cm-11740cm-1，酯 類的特征吸收帶在1250cm-1 1280cm-1有一系列 明顯的強(qiáng)吸收帶。脂肪酯: 無苯環(huán)特征，羰基出現(xiàn)在1740cm-1左右，又分別在2980cm-1 、2880cm-1有乙氧基和甲氧基，醚鍵吸收帶在1470cm-1 ，酯峰

13、在1180cm-1 。B. 芳香酯：芳香酯羰基吸收,除了水楊酸外,在1735cm-1 1715cm-1、1580cm-1 、1500cm-1 苯環(huán)的骨架振動，醚鍵吸收帶在1280cm-1 ，酯峰在1140cm-1 ，909 660cm-1有苯環(huán)取代強(qiáng)峰。 第25頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第26頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第27頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二酸酐類的羰基吸收出現(xiàn)在1820及1760cm-1兩處， 醚鍵在1050cm-1處，另有950 900cm-1中強(qiáng)峰是 與羰基相連的碳氧吸收。A.脂肪酸酐：羰基

14、出現(xiàn)在1820及1760cm-1且強(qiáng)度相等，醚鍵 在1050cm-1，950cm-1是酸酐的中強(qiáng)吸收，無苯環(huán)的特征。B.芳香酸酐：羰基出現(xiàn)在1820及1760cm-1且強(qiáng)度相差較大， 強(qiáng)醚鍵在1250cm-1，1150cm-1是醚鍵的中強(qiáng)吸收，酸酐的 另一特征在900cm-1，還要有苯環(huán)的特征。第28頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第29頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二酰氯的羰基出現(xiàn)在1810cm-11790cm-1（脂肪），碳氧振動出現(xiàn)在965920cm-1 ，1770cm-1 1740cm-1(芳香)，1700cm-1有弱吸收，890cm-1

15、為C-CL伸縮振動，碳氧振動出現(xiàn)在890850cm-1。酰氨的羰基出現(xiàn)在1650cm-1，3320cm-1、3050 cm-1為酰氨的-NH伸縮振動，1260cm-1則為NH的彎曲振動， 1510cm-1、1380cm-1為NH的彎曲振動。第30頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第31頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第32頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二氨基化合物在3500cm-13300cm-1兩個(gè)吸 收峰為伯氨，有一個(gè)吸收峰為仲氨。A.脂肪氨: 除了上述NH伸縮振動外,另有烷烴特征,1640cm-1是NH2 的伸縮振動,

16、1150cm-1為C-N的伸縮振動，另有900cm-1 800cm-1 的寬峰。B.芳香氨：除了上述氨基化合物的特征外，還有苯環(huán)的特征，C- N的伸縮振動則在1250cm-11360cm-1，1620cm-1為NH2的變形， 900cm-1為NH2的彎曲振動，為C-N的振動。第33頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第34頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第35頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二硝基化合物的特征吸收在1560cm-1和1350 cm-1的強(qiáng)吸收是C-NO2的伸縮振動。A.脂肪族硝基化合物：除了有甲基、乙基的特征外，

17、還有1560 cm-1 和1370cm-1的強(qiáng)吸收是C-NO2的伸縮振動。B.芳香族硝基化合物：除了有上述的C-NO2外，還應(yīng)有苯環(huán)的骨架振 動。第36頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第37頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第38頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二有機(jī)化合物紅外光譜的粗分類在30002900cm-1范圍內(nèi)有最強(qiáng)吸收帶的多屬于飽和烷烴化合物。在1800 1700cm-1范圍內(nèi)有最強(qiáng)吸收帶的多屬于酯類、有機(jī)酸類化合物。在1700cm-1以上，有最強(qiáng)吸收的多屬于醛、酮、酸類。在1700 1550cm-1范圍內(nèi)有最強(qiáng)吸

18、收帶的多屬于酰氯類化合物。在1300 1200cm-1范圍內(nèi)有最強(qiáng)吸收帶的多屬于芳香醚、含氟類化合物。在1150 1000cm-1范圍內(nèi)有最強(qiáng)吸收帶的多屬于脂肪醚、醇類、有機(jī)硅化合物。第39頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二實(shí)例分析第40頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二波數(shù)cm-1 歸屬2994 CH3 CH21731 C=O1448 CH3+CH21338 CH31242 1149 COO+OCH 989 烷基特征 譜峰歸屬第41頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第42頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二譜峰歸屬波數(shù)cm-1 歸屬 2C=O =CH2956 CH32848 CH21729 C=O1600 1580 1489 C=C CH3+CH2 =C-O-C1193 1125 1076 =C-O-C746 4環(huán)第43頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二第44頁，共47頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)40分，星期二譜峰歸屬波數(shù)cm-1 歸屬 =CH1680 16