有機波譜分析-紅外譜解析及應(yīng)用

1紅外光譜信息區(qū)常見有機化合物基團頻率范圍：4000

670cm-1依據(jù)基團的振動形式，分為四個區(qū)：(1)4000

2500cm-1X-H伸縮振動區(qū)(X=O,N,C)(2)2500

1900cm-1三鍵，累積雙鍵伸縮振動區(qū)(3)1900-1500cm-1

雙鍵伸縮振動,O-H,N-H彎曲振動(4)1500-670cm-1,X—Y伸縮，X—H變形振動區(qū)2常見基團的紅外吸收帶特征區(qū)指紋區(qū)500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HCNC=NS-HP-HN-ON-NC-FC-XO-HO-H（氫鍵）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HCCC=C31．X-H伸縮振動區(qū)（4000

2500cm-1）（1）O-H36503200cm-1確定醇、酚、酸在非極性溶劑中，濃度較?。ㄏ∪芤海r，峰形尖銳，強吸收；當濃度較大時，發(fā)生締合作用，峰形較寬。注意區(qū)分

—NH伸縮振動：3500

3100cm-1

4（3）不飽和碳原子上的=C—H（

C—H

）

苯環(huán)上的C—H3030cm-1

=C—H3010

2260cm-1

C—H3300

cm-1（2）飽和碳原子上的—C—H3000cm-1以上

—CH3

2960

cm-1

反對稱伸縮振動2870

cm-1

對稱伸縮振動

—CH2—2930

cm-1反對稱伸縮振動2850

cm-1

對稱伸縮振動

—C—H2890cm-1

弱吸收3000cm-1以下醛氫(―CHO）:

C―H~2850cm1m,~2720cm1w5

C≡C2300~2100cm

1

nC≡N2300~2200cm

1

R―C≡N2250~2240cm

1m或wAr―C≡N2240~2200cm

1m或sII峰區(qū)（2500~1900）

―N＝C＝O

as2275~2250cm1sN3疊氮化合物在2100附近有尖峰吸收6第III峰區(qū)（1900~1500cm

1）

C＝O（s）

C＝C(morw)

N＝O(s)δN―H(morw)7羰基化合物

C＝O均為強吸收誘導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致C＝O雙鍵性增強，

C＝O高波數(shù)位移π-π共軛導(dǎo)致C＝O雙鍵性降低，

C＝O低波數(shù)位移R―CO―R~1715cm

1，R―CO―Ph~1690cm

1

8羧酸：

COOH~3000s.b

C＝O~1760cm1

（游離）,~1720cm1（締合）Ph(或C＝C)COOHC＝O低波數(shù)位移

NO2Ph―C≡C―COOHC＝O,1697cm1

9酰胺:R－CONH2

第Ⅰ峰區(qū)

3400~3200cm

1酰胺Ⅰ帶

C＝O+δNH21690~1640cm1酰胺Ⅱ帶

δNH2+C－N1600~1500cm1酰胺Ⅲ帶

C－N1300~1200cm1

10酸酐：

開鏈酸酐環(huán)酸酐

as~1850cm1s~1830cm1s–

s~1780cm1s–~1770cm1s

開鏈酸酐環(huán)酸酐

11

C＝C1660~1500morw

烯烴

＝C－H3100~3000cm1

C＝C1660~1600cm1

苯環(huán)

1600±20cm-1，1500±20cm12~3條譜帶

12烴類化合物的C

H彎曲振動（

面內(nèi)，面外）

C－H3000~2800cm1CH3δas~1450cm-1mδs~1380cm-1wCH2δ~1450cm-1mCH~1340cm-1w不特征－(CH2)n－785~770cm-1(n=1),743~734cm-1(n=2),729~726cm-1(n=3),725~720cm-1(n≥4)(僅-1450,無-1380cm-1峰,可認為無CH3

。-1380cm-1峰裂分，可能存在－CH(CH3)2,或－C(CH3)3）

13芳烴(p286)

＝C－H3060~3000wm1條or1條以上相關(guān)峰

1600±20cm-1，1500±20cm-1

面內(nèi)彎曲振動,1300~1200cm-1，干擾大,面外彎曲振動

PhCH3,5Hadjacent,~750cm-1s,~700cm-1so-CH3PhCH3~750cm-1sm-CH3PhCH3~780cm-1s,~700cm-1sp-CH3PhCH3~810cm-1s1415

紅外光譜解析一般步驟紅外光譜檢索紅外光譜解析實例1.5紅外譜解析及應(yīng)用16紅外光譜解析一般步驟

了解樣品來源及制樣方法

計算不飽和數(shù)(UnsaturationNumber，UN).UN=(n+1)+a/2–b/2

a:3價原子數(shù)目,b:1價原子數(shù)目分析I-III峰區(qū)特征譜帶及相關(guān)譜帶（位置、強度、峰形），判斷存在的基團。分析第IV峰區(qū)，推導(dǎo)可能的結(jié)構(gòu)并進一步驗證。（必要時與其它譜配合進行推導(dǎo)和驗證。）17紅外光譜檢索SadtlerStandardSpectraCollections18Sadtler

CommercialSpectraCollectionsSurfaceActiveAgentsCoatingChemicalsPlasticizersRubberChemicalsFibersDyesPigmentsFoodAdditivesLubricants19/chemistry/NISTChemistryWebBookTheNationalInstituteofStandardsandTechnology(NIST)StandardReferenceDatabaseNumber69,June2005Releasehttp://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi?lang=engSpectralDatabaseforOrganicCompounds,SDBS.OrganizedbyNationalInstituteofAdvancedIndustrialScienceandTechnology(AIST),Japan.20紅外光譜解析實例例1：C4H6O2

兩種異構(gòu)體的IR譜如下，推導(dǎo)其結(jié)構(gòu)。(p294-295)

211.分子式C4H6O2，UN＝(4+1)-3＝2，分子中可能含C=C，C=O。2.1762cm-1(s)，可能含羰基，結(jié)合1217cm-1(s.b)及1138cm-1(s),認為分子中有酯基(C00R)存在（分子式兩個氧）。3.3095cm-1(w)為＝C-H伸縮振動，結(jié)合1649cm-1(s)認為化合物存在烯基，該譜帶吸收強度較正常nC=C譜帶強度(w或m)大，說明該雙健與極性基團相連，此處應(yīng)與氧相連。該譜帶波數(shù)在nC=C正常范圍，表明C=C不與不飽和基(C=C，C=O)相連。4.1762cm-1較一般酯(1740一1730cm-1)高波數(shù)位移，表明誘導(dǎo)效應(yīng)或環(huán)張力存在，此處氧原子與C=C相連，p-p共軛分散，誘導(dǎo)效應(yīng)突出。22A:CH2=CH-COO-CH3,B:CH2=CH-OCO-CH3A結(jié)構(gòu)C=C與C=O共軛與譜圖不符，排除。B結(jié)構(gòu)雙鍵與極性基氧相連，nC=C吸收強度增大，1372cm-1(s)，CH3與C=O相連，ds強度增大。977-1(s)為反式烯氫的面外彎曲振動，877cm-1為同碳烯氫的面外彎曲振動。2425

分子式C4H6O2，UN＝(4+1)-3＝2，分子中可能有C=C，C=O。2956cm-1(w)為CH3

伸縮振動，1440和1404cm-1(w)為dCH3，1636cm-1(w)譜帶波數(shù)在nC=C正常范圍，譜帶強度(w)不大，說明該雙健不與極性基團相連。

1732cm-1(s)結(jié)合1208cm-1(s.b)及1184cm-1(s),認為分子中有酯基(C00R)存在。根據(jù)以上分析，該化合物可能是A結(jié)構(gòu)而不是B結(jié)構(gòu)：A:CH2=CH-COO-CH3,B:CH2=CH-OCO-CH326例2：C10H14S的IR譜如下，推導(dǎo)其結(jié)構(gòu)(p295)。1.分子式C10H14S，UN＝(10+1)-7=4，可能含苯基。2.IR譜中在3050cm-1(w)處可能為苯氫伸縮振動，結(jié)合1600cm-1(w)及1498cm-1(s)附近苯環(huán)骨架振動，認為苯基存在．4.圖中2550cm-1(w)尖吸收帶為S-H伸縮振動3.820cm-1(s)為對位取代苯中相鄰兩氫彎曲振動.5.2964cm-1(s)附近譜帶為飽和C-H伸縮振動。約1450cm-1,1394cm-1,1363cm-1為CH3，CH2彎曲振動。低頻譜帶裂分為雙峰且1363cm-1譜帶稍強，由此判斷分子中有叔丁基存在。2829例3：C8H7N

的IR譜如下，推導(dǎo)其結(jié)構(gòu)(p294)1.un=8+1+(1-7)/2+8=6>4,可能含苯2.3500-3100cm-1,無