104-紅外光譜的應(yīng)用課件

2023/6/4第十章

紅外光譜法和激光拉曼光譜法10.4.1紅外譜圖解析的一般步驟10.4.2化合物結(jié)構(gòu)鑒定10.4.3標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖庫(kù)簡(jiǎn)介10.4.4紅外光譜的定量分析第四節(jié)紅外光譜的應(yīng)用

ApplicationofInfraredabsorptionspectroscopyInfrared

spectroscopyandLaserRamanspectroscopy2023/6/410.4.1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2023/6/4不飽和度計(jì)算

定義：分子結(jié)構(gòu)中達(dá)到飽和所缺一價(jià)元素的“對(duì)”數(shù)。

計(jì)算式：

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。

作用：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。

例：

C9H8O2

u=9+（0

–8）/2+1=62023/6/410.4.2化合物結(jié)構(gòu)鑒定1.未知物2023/6/42.推測(cè)C4H8O2的結(jié)構(gòu)解：1）u=1-8/2+4=12）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)2023/6/43.推測(cè)C8H8純液體解：1）u

=1-8/2+8=52）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)

2023/6/44.C8H7N，確定結(jié)構(gòu)解：1）u

=1+（1-7）/2+8=62）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)2023/6/45.譜圖解析

(1)兩種酮羰基，苯共軛C＝O：1680cm-1，甲基酮型C＝O：1718cm-1(2)苯環(huán)C–H：3080cm-1，苯環(huán)骨架振動(dòng)：1600cm-1，1580cm-1，苯環(huán)骨架伸縮振動(dòng)：1450cm-1；苯環(huán)單取代的兩個(gè)特征峰：750cm-1，700cm-1。(3)飽和碳?xì)湮眨?962cm-1，～2873cm-1，強(qiáng)度低；CH3非對(duì)稱變形在1420cm-1，對(duì)稱變形振動(dòng)：1360cm-1（甲基酮特征）。2023/6/46.推測(cè)化合物C8H8O的結(jié)構(gòu)譜圖解析：1）u

=n4+1+（n3-n1）/2=8+1-8/2=52）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)

2023/6/4解析過(guò)程：C8H8O

u=5可能結(jié)構(gòu)：2023/6/47.推測(cè)化合物C8H8O的結(jié)構(gòu)譜圖解析：1）u

=n4+（n3-n1）/2+1=8+1-8/2=52）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)

2023/6/4解析過(guò)程：C8H8Ou=5可能結(jié)構(gòu)：2023/6/48.推測(cè)化合物C8H8O2的結(jié)構(gòu)解：1）u

=52）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)

2023/6/4解析過(guò)程：C8H8O2，u

=5可能結(jié)構(gòu)：2023/6/49.化合物C6H12的結(jié)構(gòu)確定解：1）u

=12）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)2023/6/4可能結(jié)構(gòu)：b2023/6/410.化合物C8H7N的結(jié)構(gòu)確定解：1）u

=1+（1-7）/2+8=62）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)2023/6/4可能結(jié)構(gòu)：2023/6/411.化合物C3H7NO的結(jié)構(gòu)確定解：1）u

=12）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)2023/6/4可能結(jié)構(gòu)：3294cm-1,1655cm-1，1563cm-1三個(gè)峰是仲酰胺的特征。羰基倍頻：1655cm-1×2=3310cm-1使N－H伸縮振動(dòng)峰加高。

2023/6/410.4.3標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖庫(kù)簡(jiǎn)介1.薩特勒（Sadtler）標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖庫(kù)。2.應(yīng)用最多，七萬(wàn)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(kù)。4.SigmaFourier紅外光譜圖庫(kù)。5.一些儀器廠商開發(fā)的聯(lián)機(jī)檢索譜圖庫(kù)。2023/6/410.4.4紅外光譜的定量分析

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。理論依據(jù)為朗伯-比爾定律

A=-lg(I/I0)=lg(1/T)=κ?c

?l特點(diǎn)：（1）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。（2）不受試樣狀態(tài)的限制，能定量測(cè)定氣體、液體和固體試樣，測(cè)溶液普遍。（3）但紅外光譜法定量靈敏度較低，尚不適用于微量組分的測(cè)定。2023/6/4選擇吸收帶的原則：1.一般選組分的特征吸收峰，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(cè)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。2023/6/4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(guò)率。（2）基線法：用基線來(lái)表示該吸收峰不存在時(shí)的背景吸收。

當(dāng)采用KBr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)可采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量分析。2023/6/4

內(nèi)容選擇：結(jié)束10.1

紅外光譜分析基