紅外譜圖解析分析步驟
應(yīng)該對(duì)各官能團(tuán)的特征吸收熟記于心,因?yàn)楣倌軋F(tuán)特征吸收是解析譜圖的基礎(chǔ)。
對(duì)一張已經(jīng)拿到手的紅外譜圖:
(1)首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類(lèi)型:
根據(jù)分子式計(jì)算不飽和度,公式:不飽和度=1+n4+(n3-n1)/2其中:
n4:化合價(jià)為4價(jià)的原子個(gè)數(shù)(主要是C原子),
n3:化合價(jià)為3價(jià)的原子個(gè)數(shù)(主要是N原子),
n1:化合價(jià)為1價(jià)的原子個(gè)數(shù)(主要是H原子),
舉個(gè)例子:比如苯:C6H6,不飽和度=1+6+(0-6)/2=4,3個(gè)雙鍵加一個(gè)環(huán),正好 為4個(gè)不飽和度。
(2)分析3300~2800cm-1區(qū)域C-H伸縮振動(dòng)吸收
以3000 cm-1為界:高于3000cm-1為不飽和碳C-H伸縮振動(dòng)吸收,有可能為烯、炔、 芳香化合物,而低于3000cm-1一般為飽和C-H伸縮振動(dòng)吸收。
(3)若在稍高于3000cm-1有吸收,則應(yīng)在 2250~1450cm-1頻區(qū),分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動(dòng)吸收特征峰,其中:
炔2200~2100 cm-1烯1680~1640 cm-1芳環(huán)1600,1580,1500,1450 cm-1
若已確定為烯或芳香化合物,則應(yīng)進(jìn)一步解析指紋區(qū),即1000~650cm-1的頻區(qū) ,以確定取代基個(gè)數(shù)和位置(順?lè)?,鄰、間、對(duì))。
(4)碳骨架類(lèi)型確定后,再依據(jù)其他官能團(tuán),如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收來(lái)判定化合物的官能團(tuán)
(5)解析時(shí)應(yīng)注意把描述各官能團(tuán)的相關(guān)峰起來(lái),以準(zhǔn)確判定官能團(tuán)的存在。如2820 ,2720和1750~1700cm-1的三個(gè)峰,說(shuō)明醛基的存在。
解析的過(guò)程基本就是這樣吧,至于制樣以及紅外譜圖軟件的使用,一般的有機(jī)實(shí)驗(yàn)書(shū)上都有比較詳細(xì)的介紹的,這里就不詳細(xì)說(shuō)了。
紅外譜圖分析確實(shí)是一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題,有事沒(méi)事就記一兩個(gè)吧:
1.烷烴:
C-H伸縮振動(dòng)(3000-2850cm-1)
C-H彎曲振動(dòng)(1465-1340cm-1)
一般飽和烴C-H伸縮均在3000cm-1以下,接近3000cm-1的頻率吸收。
2.烯烴:
烯烴C-H伸縮(3100~3010cm-1)
C=C伸縮(1675~1640 cm-1)
烯烴C-H面外彎曲振動(dòng)(1000~675cm-1)。
3.炔烴:
伸縮振動(dòng)(2250~2100cm-1)
炔烴C-H伸縮振動(dòng)(3300cm-1附近)。
4.芳烴:
3100~3000cm-1芳環(huán)上C-H伸縮振動(dòng)
1600~1450cm-1C=C 骨架振動(dòng)
880~680cm-1C-H面外彎曲振動(dòng)
芳香化合物重要特征:一般在1600,1580,1500和1450cm-1可能出現(xiàn)強(qiáng)度不等的4個(gè)峰。880~680cm-1,C-H面外彎曲振動(dòng)吸收,依苯環(huán)上取代基個(gè)數(shù)和位置不同而發(fā)生變化 ,在芳香化合物紅外譜圖分析中,常常用此頻區(qū)的吸收判別異構(gòu)體。
5.醇和酚:主要特征吸收是O-H和C-O的伸縮振動(dòng)吸收,
O-H 自由羥基O-H的伸縮振動(dòng):3650~3600cm-1,為尖銳的吸收峰,
分子間氫鍵O-H伸縮振動(dòng):3500~3200cm-1,為寬的吸收峰;
C-O 伸縮振動(dòng): 1300~1000cm-1
O-H 面外彎曲: 769-659cm-1
6. 醚:特征吸收: 1300~1000cm-1的伸縮振動(dòng),
脂肪醚: 1150~1060cm-1一個(gè)強(qiáng)的吸收峰
芳香醚:兩個(gè)C-O伸縮振動(dòng)吸收: 1270~1230cm-1(為Ar-O伸縮) 1050~1000cm-1(為R-O伸縮)
7.醛和酮:
醛的主要特征吸收: 1750~1700cm-1(C=O伸縮) ;2820,2720cm-1(醛基C-H伸縮)
脂肪酮: 1715cm-1,強(qiáng)的C=O伸縮振動(dòng)吸收,如果羰基與烯鍵或芳環(huán)共軛會(huì)使吸收頻率降低
8.羧酸:羧酸二聚體:
3300~2500cm-1寬,強(qiáng)的O-H伸縮吸收
1720~1706cm-1C=O 吸收
1320~1210cm-1C-O伸縮
920cm-1成鍵的O-H鍵的面外彎曲振動(dòng)
9.酯:
飽和脂肪族酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收譜帶: 1750~1735cm-1區(qū)域
飽和酯C-C(=O)-O譜帶:1210~1163cm-1區(qū)域 ,為強(qiáng)吸收
10.胺:
3500~3100 cm-1, N-H 伸縮振動(dòng)吸收
1350~1000 cm-1, C-N 伸縮振動(dòng)吸收
N-H變形振動(dòng)相當(dāng)于CH2的剪式振動(dòng)方式, 其吸收帶在: 1640~1560cm-1, 面外彎曲振動(dòng)在900~650cm-1.
11.腈:
腈類(lèi)的光譜特征:三鍵伸縮振動(dòng)區(qū)域,有弱到中等的吸收
脂肪族腈 2260-2240cm-1
芳香族腈 2240-2222cm-1
12.酰胺:
3500-3100cm-1N-H伸縮振動(dòng)
1680-1630cm-1C=O 伸縮振動(dòng)
1655-1590cm-1N-H彎曲振動(dòng)
1420-1400cm-1C-N伸縮
13.有機(jī)鹵化物:
C-X 伸縮脂肪族:
C-F 1400-730 cm-1
C-Cl 850-550 cm-1
C-Br 690-515 cm-1
C-I 600-500 cm-1
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