第十八章红外吸收光谱分析法课件.ppt

1、11:14:39一、红外吸收光谱的特征性一、红外吸收光谱的特征性一、红外吸收光谱的特征性一、红外吸收光谱的特征性一、红外吸收光谱的特征性一、红外吸收光谱的特征性 group frequency in IRgroup frequency in IRgroup frequency in IR 与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键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振动频率基团特征频率（特征峰）；基团特征频率（特征峰）；例：例：2800 3000 cm-1 CH3 特征峰；特征峰；1600 1850 cm-1 C=O 特征峰；特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位

2、置变化：基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：CH2COCH2 1715 cm-1 酮酮CH2COO 1735 cm-1 酯酯CH2CONH 1680 cm-1 酰胺酰胺11:14:39红外光谱信息区红外光谱信息区红外光谱信息区红外光谱信息区红外光谱信息区红外光谱信息区常见的有机化合物基团频率出现的范围：常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1依据基团的振动形式，分为四个区：依据基团的振动形式，分为四个区：(1)4000 2500 cm-1 XH伸缩振动区（伸缩振动区（X=O，N，C，S）(2)2500 1900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区三键，累积双键伸缩振

3、动区(3)1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区双键伸缩振动区(4)1200 670 cm-1 XY伸缩，伸缩，XH变形振动区变形振动区11:14:39二、分子结构与吸收峰二、分子结构与吸收峰二、分子结构与吸收峰二、分子结构与吸收峰二、分子结构与吸收峰二、分子结构与吸收峰 molecular structure and absorption peaksmolecular structure and absorption peaksmolecular structure and absorption peaks1 XH伸缩振动区（伸缩振动区（4000 2500 cm-1）（1）OH 365

4、0 3200 cm-1 确定确定 醇、酚、酸醇、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 3100 cm-1 11:14:40（3）不饱和碳原子上的）不饱和碳原子上的=CH（CH）苯环上的CH 3030 cm-1 =CH 3010 2260 cm-1 CH 3300 cm-1（2 2 2）饱和碳原子上的）饱和碳原子上的）饱和碳原子上的）饱和碳原子上的）饱和碳原子上的）饱和碳原子上的C C CHH H3000 cm-1 以上 CH3 2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动 C

5、H2 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动 CH 2890 cm-1 弱吸收3000 cm-1 以下11:14:402 叁键（叁键（C C）伸缩振动区）伸缩振动区（2500 1900 cm-1）在该区域出现的峰较少；在该区域出现的峰较少；（1）RC CH （2100 2140 cm-1）RC CR （2190 2260 cm-1）R=R 时，无红外活性时，无红外活性（2）RC N （2100 2140 cm-1）非共轭非共轭 2240 2260 cm-1 共轭共轭 2220 2230 cm-1 仅含仅含C、H、N时：峰较强、尖锐；时：峰较强、尖锐；有有O原子存在

6、时；原子存在时；O越靠近越靠近C N，峰越弱；，峰越弱；11:14:403 双键伸缩振动区（双键伸缩振动区（1900 1200 cm-1）（1）RC=CR 1620 1680 cm-1 强度弱，强度弱，R=R（对称）时，（对称）时，无红外活性。无红外活性。（2）单核芳烃）单核芳烃 的的C=C键伸缩振动（键伸缩振动（1626 1650 cm-1）11:14:40苯衍生物的苯衍生物的C=C 苯衍生物在苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现出现 C-H和和C=C键的面内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。变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。200016

7、0011:14:40（3）C=O（1850 1600 cm-1）碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。饱和醛饱和醛(酮酮)1740-1720 cm-1；强、尖；不饱和向低波移动；强、尖；不饱和向低波移动；醛，酮的区分？醛，酮的区分？11:14:40酸酐的酸酐的C=O 双吸收峰：18201750 cm-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；羧酸的羧酸的C=O 18201750 cm-1，氢键，二分子缔合体；11:14:404.XY，XH 变形振动区变形振动区 1650 cm-1 指纹区指纹区(1350 650 cm

8、-1),较复杂。较复杂。C-H，N-H的变形振动；的变形振动；C-O，C-X的伸缩振动；的伸缩振动；C-C骨架振动等。精细结构的区分。骨架振动等。精细结构的区分。顺、反结构区分；顺、反结构区分；11:14:40基团吸收基团吸收基团吸收基团吸收基团吸收基团吸收带数据带数据带数据带数据带数据带数据基基团团吸吸收收带带数数据据r，（反反）r r活活泼泼氢氢不不饱饱和和氢氢饱饱和和氢氢三三键键双双键键伸伸缩缩振振动动变变形形振振动动含含氢氢化化学学键键特特征征吸吸收收带带（伸伸缩缩振振动动）指指纹纹吸吸收收带带伸伸缩缩振振动动变变形形振振动动11:14:41常见基团的红外吸收带常见基团的红外吸收带特征

9、区特征区指纹区指纹区500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HC NC=NS-HP-HN-O N-NC-FC-XO-HO-H（氢键）（氢键）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HC CC=C11:14:411 1内部因素内部因素（1）电子效应）电子效应a诱导效应诱导效应：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三、影响峰位变化的因素三、影响峰位变化的因素三、影响峰位变化的因素三、影响峰位变化的因素三、影响峰位变化的因素 molecular structure and absorption peaksmolecular struc

10、ture and absorption peaksmolecular structure and absorption peaks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-COR C=0 1715cm-1 ;R-COH C=0 1730cm-1；R-COCl C=0 1800cm-1 ;R-COF C=0 1920cm-1 ;F-COF C=0 1928cm-1 ;R-CONH2 C=0 1920cm-1 ;11:14:41共轭效应共轭效应共轭效应共轭效应共轭效应共轭效应COH3CCH3COCH3COCH3CO171516

11、8516851660cm-1cm-1cm-1cm-111:14:41（）空间效应（）空间效应（）空间效应（）空间效应（）空间效应（）空间效应C H3060-3030 cm-12900-2800 cm-1C HC HC HC H1576cm-11611cm-11644cm-11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-12222空间效应空间效应：场效应；空间位阻；环张力11:14:412.2.2.2.2.2.氢键效应氢键效应氢键效应氢键效应氢键效应氢键效应 (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OCH3OCOH3CHHO3705-

12、31252835O-H伸 缩 cm-1 cm-1RHNORNHOHHC=ON-HN-H伸缩伸缩变形游离氢键16903500165034001620-15901650-1620 cm-1 cm-1 cm-1 cm-111:14:41四、不饱和度四、不饱和度四、不饱和度四、不饱和度四、不饱和度四、不饱和度 degree of unsaturationdegree of unsaturationdegree of unsaturation 定义：定义：不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的的“对对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱数。如：乙

13、烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为和度为1。计算：计算：若分子中仅含一，二，三，四价元素（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：），则可按下式进行不饱和度的计算：=（2+2n4+n3 n1）/2 n4，n3 ，n1 分别为分子中四价，三价，一价元素数目。分别为分子中四价，三价，一价元素数目。作用：作用：由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，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。三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。例：例：C9H8O2 =（2+2 9 8）/2=611:14:41 内容选择：

14、内容选择：内容选择：内容选择：内容选择：内容选择：结束结束结束结束结束结束第一节第一节 红外基本原理红外基本原理basic principle of Infrared absorption spectroscopy第二节第二节 红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构infrared spectroscopy and molecular structure第三节第三节 红外光谱仪器红外光谱仪器infrared absorption spectrophotometer第四节第四节 红外谱图解析红外谱图解析analysis of Infrared spectrograph 第五节第五节 激光拉曼光谱激光拉曼光谱laser Raman spectrometr