有機(jī)化合物譜圖解析-紅外光譜

1、第七章 紅外光譜,7.1 紅外譜圖基本知識(shí)紅外吸收強(qiáng)度一般用強(qiáng)弱表示：很強(qiáng)（very strong, vs; ? ? 200）強(qiáng)（strong, s; ? = 75 ~ 200）中（medium, m; ? = 25 ~ 75）弱（weak, w; ? = 5 ~ 25）很弱（very weak, vw; ? ? 5）變化（variable, v）（?：摩爾吸光系數(shù)）,7.2 紅外光譜原理7.2.1

2、 雙原子分子的紅外吸收頻率經(jīng)典力學(xué)處理：,k：化學(xué)鍵的力常數(shù)?：折合質(zhì)量,量子力學(xué)處理：,?為基頻,7.2.2 多原子分子的紅外吸收頻率多原子分子有多種振動(dòng)模式：非線(xiàn)性分子的振動(dòng)：3n-6個(gè)自由度（基本振動(dòng)）線(xiàn)性分子的振動(dòng)： 3n-5個(gè)自由度（基本振動(dòng)）,伸縮振動(dòng)(stretching)：沿鍵軸方向伸、縮的振動(dòng)， 其吸收頻率相對(duì)在高波數(shù)

3、區(qū)。彎曲振動(dòng)(bending)： 除伸縮振動(dòng)以外的其它振動(dòng)， 其吸收頻率相對(duì)在低波數(shù)區(qū)。,倍頻(overstone)：n? ( n=2, 3, …; ?為基頻)組合頻(combination tone)：兩個(gè)或兩個(gè)以上基頻之差或和。耦合頻率(coupling tone)：兩個(gè)基團(tuán)相鄰且它們的振動(dòng)基頻相差又不大時(shí)，振動(dòng)的耦合引起吸收頻率偏離基頻，一

4、個(gè)移向高頻方向，一個(gè)移向低頻方向。費(fèi)米共振(Fermi resonance)：當(dāng)倍頻或組合頻與某基頻相近時(shí)，由于其相互作用而產(chǎn)生的強(qiáng)吸收帶或發(fā)生的峰的分裂。,7.2.3 紅外吸收強(qiáng)度紅外吸收強(qiáng)度由振動(dòng)時(shí)偶極矩變化的大小決定。分子中含有雜原子時(shí)，其紅外譜峰一般都較強(qiáng)。,7.3 官能團(tuán)的特征頻率影響官能團(tuán)吸收頻率的因素：1）電子效應(yīng),（1）誘導(dǎo)效應(yīng),頻率降低,頻率升高,（2）中介效應(yīng)（共振效應(yīng)）,伯、仲、叔酰胺羰基

5、 ? ~1690cm-1,（3）共軛效應(yīng),?、?-不飽和酮羰基： ~1675cm-1芳酮羰基： ~1690cm-1,親電誘導(dǎo)效應(yīng)（-I）與供電共軛效應(yīng)（+C）,2）空間效應(yīng)（1）環(huán)的張力環(huán)的張力加大時(shí)，環(huán)上有關(guān)官能團(tuán)的吸收頻率逐漸上升。脂環(huán)酮羰基： 六員環(huán) 五員環(huán) 四員環(huán) 三員環(huán)

6、 1715cm-1 1745cm-1 1780cm-1 1850cm-1,環(huán)烯烴中雙鍵則反之： 六員環(huán) 五員環(huán) 四員環(huán) 1639cm-1 1623cm-1 1566cm-1,3）氫鍵的影響氫鍵的形成降低了化學(xué)鍵的力常數(shù)，吸收頻

7、率移向低波數(shù)方向；同時(shí)振動(dòng)時(shí)的偶極矩變化加大，吸收強(qiáng)度增加。醇的羥基： 游離態(tài) 二聚體 多聚體3600~3610cm-1 3500~3600cm-1 3200~3400cm-1胺基發(fā)生分子締合，其吸收頻率多則可降低100cm-1或更多。羧基形成強(qiáng)烈氫鍵，其羥基的吸收頻率移至2500~3000cm-

8、1 。,4）質(zhì)量效應(yīng)（氘代的影響）,用于含氫基團(tuán)的紅外吸收峰的指認(rèn)。,7.4 紅外譜圖解析7.4.1 紅外吸收波段1）4000-2500cm-1X-H（X=C、N、O、S）伸縮振動(dòng)區(qū)2）2500-2000cm-1三鍵和累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)3）2000-1500cm-1雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)4）1500-1300cm-1部分伸縮振動(dòng)，C-H彎曲振動(dòng)5）1300-910cm-1分子骨架伸縮、彎曲振動(dòng)6）910cm-1

9、以下苯指紋區(qū)（C-H彎曲振動(dòng)），烯的C-H彎曲振動(dòng),,,,,,,,,,,,游離OH~3600,締合OH~3300,-NH23300~3500,-NHR,-C?C-H ~3300,-COH2820,2720,-SH2600~2550,,-C?N~2240-C?C- ~2220,,-C?C-H ~2120,,>C=O ~1715,,C=C ~1630,,,,,,C-O-C1300~1020,C-OH,苯指

10、紋區(qū),COOH~3000,苯環(huán)的組合頻和面外彎曲振動(dòng)譜帶,酰胺的特征峰：1）N-H伸縮振動(dòng)：3500-3050cm-12）>C=O伸縮振動(dòng)（酰胺 I 帶）： 伯酰胺 仲酰胺 叔酰胺1690(1650)cm-1 1680(1665)cm-1 1650(1650)cm-13）N-H剪切振動(dòng)與C-N伸縮振

11、動(dòng)（酰胺 II 帶）： 伯酰胺 仲酰胺1600(1640)cm-1 1530(1550)cm-14） C-N伸縮振動(dòng)： 伯酰胺：1400-1430cm-1（m）,7.4.2 紅外譜圖解析要點(diǎn)及注意事項(xiàng)1）紅外吸收譜的三要素（位置、強(qiáng)度、峰形）2）同一基團(tuán)的幾種振動(dòng)的相關(guān)峰是同時(shí)存在的3）紅外譜圖解析順序 （1）由官能團(tuán)區(qū)找