1、各类化合物的红外光谱,1. 烷烃类化合物的特征基团频率,2.烯烃类化合物的特征基团频率,3. 炔烃,端基炔烃有两个主要特征吸收峰： 一是叁键上不饱和C-H伸缩振动C-H约在3300cm-1处产生一个中强的尖锐峰 二是CC伸缩振动C-C吸收峰在2140 2100cm-1。 若CC位于碳链中间则只有C-C在2200cm-1左右一个尖峰，强度较弱。如果在对称结构中，则该峰不出现。,芳烃的特征吸收：（与烯烃类似）,=CH 30003100 cm-1 （芳环C-H伸缩振动） C=C 16501450 cm-1（芳环骨架伸缩振动） 面外=C-H 900650 cm-1 用于确定芳烃取代类型 （与芳环取代基
2、性质无关，而与取代个数有关，取代基个数越多，即芳环上氢数目越少，振动频率越低。） 面外=C-H 倍频 20001600 cm-1（w)用于确定芳烃取代类型（见p.98表37）,4. 芳烃,相邻氢数 取代情况 CH频率(cm-1)5 单取代 770730，7106904 邻位二取代 7707351，3 间位二取代 810750，7256802 对位二取代 860780,用CH确定芳烃取代类型,CH仅与苯环上相连的氢原子个数有关，而与取代基的种类无关。例如：,5. 醇和酚,特征峰： 游离OH伸缩振动 3600cm-1 尖峰 缔合OH伸缩振动 3600cm-1 又宽又强吸收峰 C-O 1250-10
3、00 cm-1 面内OH 1500-1300 cm-1 面外OH 650 cm-1,6. 醚 C4H9OC4H9,1210-1000cm 1是醚键的不对称伸缩振动 C-O-C,7. 胺和铵盐 CH3CH2CH2CH2NH2,CH3CH2CH2NH3Cl,8.羰基化合物,因C=O 非常特征，羰基化合物易与其他有机物区分。,不同的羰基化合物的区分主要依据：C=O 位置其他辅助信息,化合物 C=O 其它特征频率 脂肪酮 17301700(最强) 脂肪醛 17401720 2850、2740(m)左右费米共振2个 羧酸 17201680 OH32002500(宽)(缔合) OH 930(宽) 羧酸盐
4、无 16501550,14401350, -CO2-的as和s 酯 17501730 13001000两个峰C-O-C的as(最强)和s 酸酐 1825 1815和 17551745 酰胺 16901650 35003050NH双峰，NH16491570 (叔酰胺无) 酰卤 18191790,丙 酮,丙 醛,癸 酸,丁酸乙酯,丙酸酐,丙酰胺,红外光谱图的解析,谱图解析的一般步骤 谱图解析示例 注意事项 课堂练习,3.5.1 红外光谱图解析的一般步骤,确定化合物的类型 判断可能含有的官能团 根据吸收峰的位置推测基团所处的环境 参考其他信息列出可能结构 对照标准谱图或标准数据,1 确定化合物的类型
5、,区分有机物还是无机物 3000 cm-1 附近是否有饱和或不饱和 CH；谱图中峰形和峰的个数。,区分饱和与不饱和化合物 以3000cm-1为界限，大于3000cm-1 的尖峰为不饱和CH； 三键和双键区是否有吸收峰。 区分脂肪族化合物和芳香族化合物 16001450cm-1是否有24个苯环骨架振动吸收峰。,判断可能含有的官能团 主要利用官能团特征频率区提供的信息,40002500cm-1属氢键区：OH、NH、CH等； 25002000cm-1属三键和累积双键区：CC、CN、CCC、NCO等； 20001500cm-1属双键区：CC、CO、NO、苯环等；, 15001300cm-1：CH的弯曲
6、振动； 1300400cm-1：CO、CX、苯环和双键取代类型等。,探讨细则将已确定的基团相互连接，对于简单化合物可以列出可能的结构。, 从吸收峰的准确位置推测基团所处环境。 如：相邻是否有产生共轭或诱导效应的基团； 从1000650 cm-1的信息确定烯烃或芳烃的取代类型； 从1380 cm-1的存在、是否裂分以及相对强度等判断甲基的情况，等等。,参考其他信息列出可能结构, 样品来源和用途，熔点、沸点及其他物理化学性质 其他波谱信息（紫外光谱，质谱，核磁共振谱等） 根据分子式计算出化合物的不饱和度,对照标准红外光谱比较复杂，特别是指纹区的吸收很难一一归属，但整体特征性强。, 在相同条件下测定
7、标准化合物的红外光谱，然后进行比较； 与红外标准谱图进行比较(*注意测定条件)。,未知化合物的结构鉴定样品予处理 鉴定结构之前首先要了解样品的来历，理化性质，元素组成等溶解度试验 检查样品纯度，不纯的样品必须纯化： 提纯方法： 液体蒸馏，分馏（量较多） 液相色谱分离 液体 柱层析 离心分离 萃取,固体 重结晶,谱图解析示例,例1：已知该化合物的元素组成为C7H8O。,不饱和度f= 1+7+1/2(0-8)=4,第一步：,3039cm-1，3001cm-1 是不饱和C-H伸缩振动=C-H，说明化合物中有不饱和双键 2947cm-1是饱和C-H伸缩振动C-H ，说明化合物中有饱和C-H键 1599
8、cm-1，1503cm-1是芳环骨架振动C=C ，说明化合物中有芳环 芳环不饱和度为4，这说明该化合物除芳环以外的结构是饱和的 1040cm-1是醚氧键的伸缩振动C-O-C ，说明化合物中有C-O-C键 756cm-1，694cm-1 是芳环单取代面外弯曲振动=C-H，说明化合 物为单取代苯环化合物,第二步：,第三步：,综合以上推测，由化合物分子式C7H8O-苯环C6H5=CH3O，该化合物结构应为：,2839cm-1进一步证明了化合物中CH3的存在 ，它是CH3 的伸缩振动C-H 1460cm-1 是也进一步证明了化合物中CH3的存在 ，它是CH3 的面内弯曲振动C-H,例2：已知化合物的元
9、素组成为C8H7N,不饱和度f= 1+8+1/2(1-7)=6,第一步：,3062cm-1是不饱和C-H伸缩振动=C-H，说明化合物有不饱和双键 2924cm-1是饱和C-H伸缩振动C-H ，说明化合物中有饱和C-H键 2229cm-1是不饱和叁键CN伸缩振动 C N，不饱和度为2 1589cm-1，1481 cm-1 ，1458cm-1是芳环骨架振动C=C ，说明化合物中有芳环，不饱和度为2 芳环不饱和度为4，叁键CN不饱和度为2，这说明该化合物除芳环和叁键以外的结构是饱和的 1381cm-1是CH3的伸缩振动C-H ，说明化合物中有CH3 787cm-1，687cm-1 是芳环间位二取代面
10、外弯曲振动=C-H，说明化合 物为间位二取代苯环化合物,第二步：,第三步：,综合以上推测，由化合物分子式C8H7N-苯环C6H5-CN=CH2，该化合物结构应为：,红外谱图解析的注意事项,解析时应兼顾吸收峰的位置、强度和峰形，其中以峰的位置最为重要； 注意相互印证； 一个基团的几种振动吸收峰的相互印证，如烯烃。 相关基团振动吸收峰之间的相互印证，如醛、酸。,不要忽略一些带有结构特征信息的弱峰； 注意区别和排除非样品谱带的干扰； 解析只是对特征有用的谱带而言，并非谱图中每一个吸收峰都能得到归属；单凭红外光谱解析很难完全确定有机化合物的结构。,Sadtler红外标准谱图查阅方法,Sadtler红外
11、标准谱图分类 标准红外光谱图和商业红外光谱图 棱镜红外光谱图和光栅红外光谱图 红外蒸汽相光谱图 标准红外光谱图的查阅方法 分子式索引 字母顺序索引 化学分类索引 谱线索引,二、未知物结构确定 structure determination of compounds,1.推测C8H8纯液体,解：1） =1-8/2+8=5 2）峰归属3）可能的结构,2. C8H7N，确定结构,解：1） =1-（1-7）/2+8=62）峰归属3）可能的结构,课堂练习,1.已知化学式为C9H12,2.已知化学式为C4H8O,3.已知化学式为C8H10O,红外光谱仪器及测定技术,红外光谱仪 色散型红外光谱仪 傅里叶变换
12、红外光谱仪红外光谱的测定技术 制样方法,红外光谱仪,色散型红外光谱仪,傅里叶变换红外光谱仪,红外光谱的制样方法,气体样品：气体池将池中空气抽去，注入待测气体测定。 液体样品：液膜法、涂膜法液膜法适用于高沸点样品，低沸点样品或溶液样品可装在液体池中测定。涂膜法适用于黏度比较大且含有低沸点溶剂的样品。 固体样品：压片法、糊状法 高分子化合物：成膜法、裂解法 特殊的制样方法：衰减全反射法、漫反射法、镜反射法等。,衰减全反射法 （Attenuated Total Reflectance, ATR),该法是一种特殊的红外光谱实验方法，特别适用于聚合物分析。ATR附件的应用很广，它为许多无法进行红外常规分析的样品如织物、橡胶、涂料、纤维、纸质、塑料等提供了独特的测样技术，在高分子材料鉴定以及有机材料的研究中尤其重要。,sin =n2/n1,多次内反射ATR附件示意图,红外光谱的应用,定性分析 有机物结构分析 定量分析,
