第1页：红外光谱与分子结构
第十八章 红外吸收光谱分析法 第二节 红外光谱与分子结构
- 红外光谱的基团频率
- 分子结构与吸收峰
- 影响峰位移的因素
- 不饱和度
第2页：红外吸收光谱的特征性
红外吸收光谱的特征性
- 与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动频率——基团特征频率（特征峰）
- 例：2800～3000cm-1—CH3特征峰
- 1600～1850cm-1—C=O特征峰
- 基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：—CH2—CO—CH2—1715 cm-1酮—CH2—CO—O—1735 cm-1酯—CH2—CO—NH—1680 cm-1酰胺
第3页：红外光谱信息区常见的有机化合
红外光谱信息区常见的有机化合
- 物基团频率出现的范围：4000～670cm-1依据基团的振动形式，；分为四个区
- 4000～2500cm-1X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S）
- 2500～1900cm-1三键，累积双键伸缩振动区
- 1900～1200cm-1双键伸缩振动区
- 1200～670cm-1X—Y伸缩，X—H变形振动区
第4页：分子结构与吸收峰
分子结构与吸收峰
- X—H伸缩振动区（4000～2500cm-1）
- —O—H3650～3200cm-1确定醇、酚、酸在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。注意区分—NH；伸缩振动：3500～3100cm-1
第5页：不饱和碳原子上的=
C—H（≡C—H）苯环上的C—H 3030cm-1=C—H 3010～2260cm-1≡C—饱和碳原子上的—C—H3000cm-1以上—CH32960cm-1反对称伸缩振动2870cm-1对称伸缩振动—CH2—2930cm-1反对称伸缩振动2850cm-1对称伸缩振动—C—H 2890 cm-1弱吸收3000cm-1以下。
第6页：叁键
叁键
- C≡C）伸缩振动区（2500～1900cm-1）在该区域出现的峰较少
- RC≡CH（2100～2140cm-1）RC≡CR’（2190～2260cm-1）R=R’时，无红外活性
- RC≡N（2100～2140cm-1）非共轭2240～2260cm-1共轭2220～2230cm-1仅含C、H、N时：峰较强、尖锐；有O原子存在时；O越靠近C≡N，峰越弱
第7页：双键伸缩振动区（1900～1200
双键伸缩振动区（1900～1200
- =CR’1620～1680cm-1强度弱，R=R’（对称）时，无红外活性
- 单核芳烃的C=C键伸缩振动（1626～1650cm-1）
第8页：苯衍生物的
苯衍生物的
- C=C苯衍生物在1650～2000cm-1出现C-H和C=C键的面内变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置
- 20001600
第9页：C=O（1850～1600c
C=O（1850～1600c
- m-1）碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐
- 饱和醛(酮)1740-1720cm-1
- 强、尖
- 不饱和向低波移动
- 醛，酮的区分？
第10页：酸酐的
酸酐的
- C=O
- 双吸收峰：1820～1750cm-1，两个羰基振动偶合裂分
- 线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强
- 环形结构：低波数峰强
- 羧酸的C=O1820～1750cm-1，氢键，二分子缔合体
第11页：X—Y
X—Y
- X—H变形振动区< 1650cm-1指纹区(1350～650cm-1) ,较复杂
- C-H，N-H的变形振动
- C-O，C-X的伸缩振动
- C-C骨架振动等
- 精细结构的区分
- 顺、反结构区分
第12页：基团吸收带数据
基团吸收带数据。
第13页：常见基团的红外吸收带特征区指纹区
常见基团的红外吸收带特征区指纹区
- 500100015002000250030003500C-H
- N-H
- O-HN-HC≡NC=（氢键）C=OC-C
- C-N
- C-O=C-HC-HC≡CC=C
第14页：内部因素
内部因素
- （1）电子效应a．
- 诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）三、影响峰位变化的因素化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响
- 相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上
- R-CORνC=01715cm-1;R-COHνC=01730cm-1
- R-COClνC=01800cm-1;R-COFνC=01920cm-1;F-COFνC=01928cm-1;R-CONH2νC=01920cm-1
第15页：ｂ．共轭效应
-1。
第16页：空间效应
空间效应
第17页：氢键效应(分子内氢键
分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动．-1。
第18页：不饱和度
不饱和度
- 定义：不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数
- 如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1
- 计算：若分子中仅含一，二，三，四价元素（H，O，N，C），则可按下式进行不饱和度的计算：Ω=（2 + 2n4+n3–n1）/ 2n4，n3，n1分别为分子中四价，三价，一价元素数目
- 作用：由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性
- 例：C9H8O2Ω=（2 +2×9–8）/ 2 = 6
第19页：红外吸收光谱分析法内容选择
红外吸收光谱分析法内容选择
- 红外基本原理
- 红外光谱与分子结构
- 红外光谱仪器
- 红外谱图解析
- 激光拉曼光谱
