第三節(jié)-紅外光譜和分子結(jié)構(gòu)

第九章

紅外吸收光譜分析法一、紅外光譜的特征性二、有機(jī)化合物分子中常見基團(tuán)吸收峰三、基團(tuán)吸收帶數(shù)據(jù)四、分子的不飽和度第三節(jié)

紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)一、紅外光譜的特征性與一定結(jié)構(gòu)單元相聯(lián)系的、在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的化學(xué)鍵振動頻率——基團(tuán)特征頻率（特征峰）；例：2800

3000cm-1—CH3特征峰；1600

1850cm-1—C=O特征峰；基團(tuán)所處化學(xué)環(huán)境不同，特征峰出現(xiàn)位置變化：—CH2—CO—CH2—1715cm-1

酮—CH2—CO—O—1735cm-1

酯—CH2—CO—NH—1680cm-1

酰胺紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)常見的有機(jī)化合物基團(tuán)頻率出現(xiàn)的范圍：4000

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

2500cm-1

X—H伸縮振動區(qū)（X=O，N，C，S）(2)2500

1900cm-1三鍵，累積雙鍵伸縮振動區(qū)(3)1900

1200cm-1

雙鍵伸縮振動區(qū)(4)1200

670cm-1

X—Y伸縮，

X—H變形振動區(qū)二、有機(jī)化合物分子中常見基團(tuán)吸收峰1．X—H伸縮振動區(qū)（4000

2500cm-1）（1）—O—H3650

3200cm-1確定醇，酚，酸

在非極性溶劑中，濃度較小（稀溶液）時，峰形尖銳，強(qiáng)吸收；當(dāng)濃度較大時，發(fā)生締合作用，峰形較寬。（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2．雙鍵伸縮振動區(qū)(1200

1900cm-1)苯衍生物在1650

2000cm-1出現(xiàn)C-H和C=C鍵的面內(nèi)變形振動的泛頻吸收（強(qiáng)度弱），可用來判斷取代基位置。（1）RC=CR’

1620

1680cm-1強(qiáng)度弱，

R=R’（對稱）時，無紅外活性。（2）單核芳烴的C=C鍵伸縮振動（16261650cm-1）（3）C=O（1850

1600cm-1）碳氧雙鍵的特征峰，強(qiáng)度大，峰尖銳。醛，酮的區(qū)分？3．叁鍵(C

C)伸縮振動區(qū)(2500

1900cm-1)4.X—Y，X—H變形振動區(qū)<1650cm-1

指紋區(qū)(1350

650cm-1),較復(fù)雜。

C-H，N-H的變形振動；

C-O，C-X的伸縮振動；

C-C骨架振動等。精細(xì)結(jié)構(gòu)的區(qū)分。（1）RCCH（2100

2140cm-1）RCCR’

（2190

2260cm-1）

R=R’時，無紅外活性（2）RCN（2100

2140cm-1）非共軛2240

2260cm-1共軛2220

2230cm-1

三、基團(tuán)吸收帶數(shù)據(jù)常見基團(tuán)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=C四、分子的不飽和度

定義：不飽和度是指分子結(jié)構(gòu)中達(dá)到飽和所缺一價元素的“對”數(shù)。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個氫原子，不飽和度為1。

計算：若分子中僅含一，二，三，四價元素（H，O，N，C），則可按下式進(jìn)行不飽和度的計算：

=（2+2n4+n3–n1）/2

n4，n3，n1

分別為分子中四價，三價，一價元素數(shù)目。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：C9