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1、 第七章第七章 红外光谱和拉曼光谱红外光谱和拉曼光谱7.1 红外光谱概述红外光谱概述 红外光谱是由于分子振动能级跃迁产生红外光谱是由于分子振动能级跃迁产生的,又称为振动光谱。在分子振动能级跃迁的,又称为振动光谱。在分子振动能级跃迁的同时,又伴随着转动能级的跃迁,所以红的同时,又伴随着转动能级的跃迁,所以红外光谱又称为振动外光谱又称为振动转动光谱。转动光谱。 自自5050年代商品红外光谱仪的问世,年代商品红外光谱仪的问世,尤其是近十年来,傅里叶变换红外光谱尤其是近十年来,傅里叶变换红外光谱仪的问世和一些新技术的开展,使红外仪的问世和一些新技术的开展,使红外光谱得到更广泛的运用,红外光谱不断光谱得
2、到更广泛的运用,红外光谱不断是有机化合物构造鉴定的最重要的方法。是有机化合物构造鉴定的最重要的方法。红外光谱法有以下优点:红外光谱法有以下优点: 任何气态、液态、固体样品均可进展红外光任何气态、液态、固体样品均可进展红外光谱测定。谱测定。 每种化合物均有红外吸收,尤其是有机化合每种化合物均有红外吸收,尤其是有机化合物,可得到丰富的构造信息。物,可得到丰富的构造信息。 仪器价钱低,易于购买。仪器价钱低,易于购买。 样品用量少。样品用量少。 针对特殊样品的测试要求,有多种丈量技术针对特殊样品的测试要求,有多种丈量技术和公用附件。和公用附件。 一、红外光谱区划分一、红外光谱区划分 区域区域 波长波长
3、(m) 波数波数(cm-1) 能级跃迁类能级跃迁类型型 近红外区近红外区(泛频区)(泛频区) 0.752.5 133004000 OH、NH及及CH键的键的倍频吸收区倍频吸收区 中红外区中红外区(基本振(基本振动区)动区) 2.525 4000400 振动、伴随振动、伴随着转动着转动 远红外区远红外区(转动区)(转动区) 25830 40012 振动、伴随振动、伴随着转动着转动 波长大于波长大于0.75m,小于,小于500m的电磁波,称为红外线。的电磁波,称为红外线。 波数波数cm-1=c 波数表示电磁波在单位间隔波数表示电磁波在单位间隔cm中震动的次数。中震动的次数。 频率频率 c光速光速
4、波数波数cm-1=104波长波长m二、红外光谱产生的条件二、红外光谱产生的条件 1必要条件:用红外线照射分子时,假必要条件:用红外线照射分子时,假设红外光子的能量等于分子振动能级跃迁时设红外光子的能量等于分子振动能级跃迁时所需的能量,那么可以被分子吸收,产生振所需的能量,那么可以被分子吸收,产生振动光谱。动光谱。 2充分必要条件:辐射与物质之间有巧充分必要条件:辐射与物质之间有巧协作用,即物质分子在振动过程中有偶极距协作用,即物质分子在振动过程中有偶极距变化。变化。不能吸收红外辐射不能吸收红外辐射 如:如:O2、N2、H2、Cl2等双原子分等双原子分子,对称分子,其正负电荷中心重叠,子,对称分
5、子,其正负电荷中心重叠,故分子中原子的振动并不引起故分子中原子的振动并不引起的变化。的变化。能产生红外吸收能产生红外吸收 如:如:C+O-、N+O-、H+Cl-等不对称分等不对称分子,其电荷分布不均匀,正负电荷中心子,其电荷分布不均匀,正负电荷中心不重叠,故分子中原子的振动能引起不重叠,故分子中原子的振动能引起的变化。的变化。7.2 红外光谱原理红外光谱原理 一、振动方程式一、振动方程式 P 324327 二、多原子分子的红外振动二、多原子分子的红外振动 P327 图图7.3 CH2基团的各种振动基团的各种振动 图7.3 CH2基团的各种振动a对称伸缩振动,频率对称伸缩振动,频率sb反对称非对
6、称伸缩振动,频率反对称非对称伸缩振动,频率asc面内弯曲振动或剪切振动,频率面内弯曲振动或剪切振动,频率 sd面内弯曲振动或面外摇摆,频率面内弯曲振动或面外摇摆,频率e面外弯曲振动或扭曲,频率面外弯曲振动或扭曲,频率f面内弯曲振动或面内摇动,频率面内弯曲振动或面内摇动,频率 +、-表示垂直于纸面运动表示垂直于纸面运动1伸缩振动:沿着键轴方向伸缩的振动,伸缩振动:沿着键轴方向伸缩的振动,它的吸收频率相对在高波数区。它的吸收频率相对在高波数区。 2弯曲振动:除伸缩振动外的其它一切弯曲振动:除伸缩振动外的其它一切振动都属弯曲振动,它的吸收频率相对振动都属弯曲振动,它的吸收频率相对在低波数区。在低波数
7、区。 弯曲振动:向内、向外、对称、不对称弯曲振动:向内、向外、对称、不对称7.3 官能团的特征频率官能团的特征频率 一、红外光谱的特征性一、红外光谱的特征性化学键振动的特征性,用基团频率来表现。化学键振动的特征性,用基团频率来表现。 1特征性:一个基团有特定的振动频率,特征性:一个基团有特定的振动频率,而有别于其它基团。而有别于其它基团。 2差别性:同类型的基团在不同的物质差别性:同类型的基团在不同的物质中所处的环境不同,基团频率有差别,中所处的环境不同,基团频率有差别,这种差别常能反映出构造上的特点。这种差别常能反映出构造上的特点。 1700cm-1左右的左右的CO RCONH2 酰胺 16
8、80cm-1 RCOOH 羧酸 1710cm-1 RCOR 酮 1715cm-1 RCOH 醛 1725cm-1 RCOOR 酯 1735cm-1 RCOCl 酰氯 1800cm-1图7.18 正丙酸、丙酸乙酯及丙酸酐 吸收峰的位置和强度取决于分吸收峰的位置和强度取决于分子中各基团的振动方式和所处的化子中各基团的振动方式和所处的化学环境。学环境。3 3相关性相关性 一个基团有多种振动方式一个基团有多种振动方式 二、红外光谱的特征区和指纹区二、红外光谱的特征区和指纹区 1 1红外光谱的特征区红外光谱的特征区 4000 40000cm-10cm-1区间简称特征区。区间简称特征区。主要包括:主要包括
9、: (1). 4000 (1). 40002500cm-12500cm-1 这是这是XHXHX X包括包括C C、N N、O O、S S等伸缩振动区。等伸缩振动区。 a a羟基羟基 3200 32003650cm-13650cm-1 由于氢键的缔协作用,使红外吸由于氢键的缔协作用,使红外吸收峰向低波数方向挪动,峰形宽而钝。收峰向低波数方向挪动,峰形宽而钝。 b b胺基胺基 3300 33003500cm-13500cm-1 c c烃基烃基 CH CH键的分界限是键的分界限是3000cm-1 3000cm-1 (2).2500(2).25002000cm-1 2000cm-1 这是叁键和累积双键
10、这是叁键和累积双键CCCC,CNCN,C CC CC C,NNC CO O, N NC CS S等的伸缩振动区。等的伸缩振动区。(3). 2000(3). 20001500cm-1 1500cm-1 这是双键的伸缩振动区,这是双键的伸缩振动区,也可以说是红外谱中的重要区域主要有也可以说是红外谱中的重要区域主要有C CC C,C CO O,C CN N,NO2NO2等的伸缩振动。等的伸缩振动。 芳环的骨架振动约在芳环的骨架振动约在14501450,15001500,15801580,1600cm-11600cm-1。杂芳环与苯环有类似。杂芳环与苯环有类似之处,也在这一区域有吸收。之处,也在这一区
11、域有吸收。(4). 1500(4). 15000cm-10cm-1 该区域复杂,主要提供了各种该区域复杂,主要提供了各种C-HC-H的的伸缩振动的信息。伸缩振动的信息。2红外光谱的指纹区红外光谱的指纹区 0400cm-1的低频区称为指纹区。的低频区称为指纹区。 主要包括主要包括COCO,COCCOC,CXCX的伸缩振的伸缩振动,动,CCCC骨架振动和骨架振动和CHCH, CH2CH2的向外弯曲振动的向外弯曲振动 这个区域吸收峰稠密,差别细微,不好识这个区域吸收峰稠密,差别细微,不好识别。别。 650 650910cm-1910cm-1区域有称为苯环取代区。区域有称为苯环取代区。 三、影响官能团
12、吸收频率的要素三、影响官能团吸收频率的要素 1 1内部要素内部要素 主要指分子的内部构造对基团频率位移主要指分子的内部构造对基团频率位移的影响。的影响。1 1. .诱导效应诱导效应 由于取代基具有不同的电负性,经过静由于取代基具有不同的电负性,经过静电诱导作用引起分子中化学键电荷分布的变电诱导作用引起分子中化学键电荷分布的变化,改动了键力常数而导致基团频率位移的化,改动了键力常数而导致基团频率位移的效应称为诱导效应。效应称为诱导效应。 a吸电子基团的诱导效应常使吸收峰向高频方吸电子基团的诱导效应常使吸收峰向高频方向挪动。如:向挪动。如: C=O 1715cm-1 1735cm-1 1800cm
13、-1 b推电子基团的诱导效应常使吸收峰向低频方向挪动。如: C=O 1715cm-1 1710cm-1 1680cm-1 RCORRCORRCOORRCOClROCOHROCNH2 2 2. .共轭效应共轭效应 羰基与别的双键共轭,其羰基与别的双键共轭,其电电子的离域增大,从而减小了双键的键级,子的离域增大,从而减小了双键的键级,使吸收峰向低频方向挪动。使吸收峰向低频方向挪动。 C=O 1715cm-1 C=O 1715cm-1 1665cm-1 1665cm-1 RCORCO3 3. .环的张力环的张力 普通而言,环的张力越大,振动频普通而言,环的张力越大,振动频率越高,如脂环酮羰基:率越高
14、,如脂环酮羰基: 六元环六元环 五元环五元环 四元环四元环 三元环三元环 1715cm-1 1745cm-1 1780cm-1 1715cm-1 1745cm-1 1780cm-1 1850cm-1 1850cm-1 4.空间妨碍空间妨碍 由于立体妨碍,偏离或破坏了共轭体系的由于立体妨碍,偏离或破坏了共轭体系的共平面性,使振动频率升高。共平面性,使振动频率升高。 C=O 1663cm-1 1683cm-1 1693cm-1 COCH3COCH3CH3COCH3CH3CHCH35.氢键效应氢键效应 氢键的构成使参与构成氢键氢键的构成使参与构成氢键的原化学键的键力常数降低,吸收峰振动频率的原化学键
15、的键力常数降低,吸收峰振动频率降低,谱带变宽。降低,谱带变宽。 以醇的羟基为例:以醇的羟基为例: 游离态游离态 二聚体二聚体 多聚体多聚体36103640cm-1 35003600cm-1 32003400cm-1 6.振动巧合振动巧合 当两个频率一样或相近的基团结合在一同当两个频率一样或相近的基团结合在一同时会发生巧协作用,结果分裂成一个较高,时会发生巧协作用,结果分裂成一个较高,一个较底的双峰,这称为振动巧合。如酸酐一个较底的双峰,这称为振动巧合。如酸酐的两个羰基。的两个羰基。 图7.18 正丙酸、丙酸乙酯及丙酸酐2. 2. 外部要素外部要素 1.样品的物态 其振动频率:气态液态固态 2.
16、溶剂的影响 极性基团的伸缩振动频率常随溶剂的极性增大而降低氢键作用,这是由于极性基团与极性溶剂间构成氢键的缘故。 7.4 有机化合物的有机化合物的典型红外吸收光谱典型红外吸收光谱 一、脂肪烃类一、脂肪烃类 1 1烷烃主要特征峰烷烃主要特征峰 CH 3000 CH 30002850cm-1 (s)2850cm-1 (s) CH3 0 cm-1 (s) CH3 0 cm-1 (s) CH2 1460 cm-1 CH2 1460 cm-1 (s)(s) CC 1250 CC 12501140cm-1 1140cm-1 2 2烯烃主要特征峰烯烃主要特征峰 CH 3095 CH 30953000cm-1
17、3000cm-1 C=C 1680 C=C 16801620cm-11620cm-1 =CH 1000 =CH 1000650cm-1 650cm-1 3炔烃主要特征峰 CH 3300cm-1 CC 2150cm-1 CH 1250cm-1 CH 620cm-1 当有共轭双键与其相联时,峰位右移伸缩振动频率下降;当有共轭双键与其相联时,峰位右移伸缩振动频率下降; 当有对称取代基取代时,那么无峰,如当有对称取代基取代时,那么无峰,如 RC CR 的的CC 为零为零 当有两个炔键相联时,当有两个炔键相联时, CC 出现双峰,如出现双峰,如 RC CCH有有CC 2040 cm-1 和和2260 c
18、m-1 图7.13 庚烷、庚烯-1及庚炔-1二、芳香烃类二、芳香烃类 的伸缩振动的伸缩振动 3100 31003000cm-13000cm-1 苯核的骨架振动苯核的骨架振动 1650 16501450cm-1 1450cm-1 , 峰形明显、波数较峰形明显、波数较 固定,是鉴定芳环的主要根据。固定,是鉴定芳环的主要根据。 C=C 1600 cm-1 C=C 1600 cm-1 和和1500 cm-1 1500 cm-1 吸吸收峰是苯环共轭体系收峰是苯环共轭体系C=CC=C伸缩振动的重要特征伸缩振动的重要特征峰,其中峰,其中1500 cm-1 1500 cm-1 峰较强。峰较强。 的向内弯曲振动
19、的向内弯曲振动 1225 1225954cm-954cm-1 1 吸收弱,干扰多,位于指纹区吸收弱,干扰多,位于指纹区 的向外弯曲振动的向外弯曲振动 900 900650cm-650cm-1 1 吸收较强,不同的取代有不同的波数吸收较强,不同的取代有不同的波数HHH图7.14 邻、间及对位二甲苯三、醚、醇和酚类三、醚、醇和酚类 1 1醇和酚醇和酚 都具有都具有OHOH和和COCO峰,但峰位峰,但峰位有所不同。酚具有苯环的特征峰有所不同。酚具有苯环的特征峰 OH 3500 OH 35003200cm-1 3200cm-1 游离羟游离羟基基 OH 3500 OH 35003200cm-1 3200
20、cm-1 缔合羟缔合羟基基 CO 1250 CO 12501000cm-1 1000cm-1 2 2醚醚 COC 1300 COC 13001000cm-11000cm-1 普通开链醚普通开链醚 1150 11501060cm-1 1060cm-1 有强吸收有强吸收峰峰 图7.16 正辛醇与正戊醚四、羰基化合物四、羰基化合物 为谱图上最强的峰,在为谱图上最强的峰,在1700cm-11700cm-1左右,左右,且很少与其他峰重叠,易识别,极为重要。且很少与其他峰重叠,易识别,极为重要。含羰基化合物的羰基伸缩振动频率的顺序:含羰基化合物的羰基伸缩振动频率的顺序: 酸酐酸酐I I 酰氯酰氯 酸酐酸酐
21、IIII 酯酯 1820cm-1 1800cm-1 1760cm-1 1820cm-1 1800cm-1 1760cm-1 1735cm-1 1735cm-1 醛醛 酮酮 羧酸羧酸 酰胺酰胺 1725cm-1 1715cm-1 1710cm-1 1725cm-1 1715cm-1 1710cm-1 1680cm-1 1680cm-1 CO1 1酮酮 C=O C=O 1715cm-1 1715cm-1 共轭体系使峰位右移,在环酮中环共轭体系使峰位右移,在环酮中环张力增大,羰基吸收锋左移张力增大,羰基吸收锋左移2 2醛醛 主要特征峰主要特征峰C=O C=O 1725cm-1 1725cm-1 此外
22、还有此外还有CH CH 28502850,2750cm-12750cm-1两个峰两个峰 3 3酸酸 主要特征峰主要特征峰C=O C=O 1710cm-1 1710cm-1 OH 3400 OH 34002500cm-1 2500cm-1 是氢是氢键缔合而构成的宽峰键缔合而构成的宽峰 CO 1320 CO 13201200cm-1 1200cm-1 CO图7.17 二乙酮、丙醛及丙酰氯4 4酰胺酰胺 NH 3500 NH 35003100 cm-1 3100 cm-1 C=O 16801630cm-1 NH 15501460 cm-11伯酰胺 NH 3350 和 3180 cm-1双峰2仲酰胺
23、NH 3270 cm-1锐利单峰3叔酰胺 无NH峰 图7.21 苯酰胺五、胺、腈和硝基化合物五、胺、腈和硝基化合物 1. 胺胺 主要特征峰主要特征峰 35003300 cm-1 脂肪胺较弱,脂肪胺较弱,芳香较强芳香较强 伯胺双峰,仲胺单峰,叔胺无此峰伯胺双峰,仲胺单峰,叔胺无此峰NH 16501590 cm-1伯胺伯胺 , 1500 cm-1仲胺仲胺 在脂肪胺中强度很弱,在芳香伯胺和仲胺中在脂肪胺中强度很弱,在芳香伯胺和仲胺中强度很强强度很强CN 01020 cm-1NH 900650 cm-1较强较强 图7.22 正丁胺、正二丁胺及N-甲基苯胺腈腈 CN 2250 cm-1 中等强度的尖峰,
24、极易识别中等强度的尖峰,极易识别 异腈类中为异腈类中为21852105 cm-1 3. 硝基化合物硝基化合物NO2 16001500 cm-1和和01300 cm-1 强度弱强度弱CN 870cm-1芳硝基化合物芳硝基化合物 强度很强,容易识别强度很强,容易识别图7.23 硝基苯7.5 红外光谱解析要点红外光谱解析要点及本卷须知及本卷须知 一、红外吸收谱的三要素一、红外吸收谱的三要素 位置、强度、峰形位置、强度、峰形 二、同一基团的几种振动的相关峰是同时存在二、同一基团的几种振动的相关峰是同时存在的的 任何一种官能团会在红外图的不同区域显任何一种官能团会在红外图的不同区域显示出几个相关的吸收峰
25、示出几个相关的吸收峰 三、红外光谱解析程序三、红外光谱解析程序 1. 了解样品的来源和性质,可协助估计样品及了解样品的来源和性质,可协助估计样品及 杂质的范围杂质的范围 如纯度、沸点、熔点、折光率、旋光度等如纯度、沸点、熔点、折光率、旋光度等 2. 计算化合物的不饱和度计算化合物的不饱和度 . 定义:不饱和度即分子中间隔到达饱定义:不饱和度即分子中间隔到达饱和所缺一价元素的成对个数,每缺二个一价和所缺一价元素的成对个数,每缺二个一价元素,不饱和度为元素,不饱和度为1个单位。个单位。 解析之前有分子式计算出化合物的不饱和度解析之前有分子式计算出化合物的不饱和度U、对推断未知物的构造非常有协助。、
26、对推断未知物的构造非常有协助。 . 计算式计算式 假设分子式中只含有一、二、三、四价元假设分子式中只含有一、二、三、四价元素主要指素主要指H、O、N、C等,那么等,那么 不饱和度不饱和度U=2+2n4+n3-n12 式中式中n1、n3、n4分别为分子式中一、三、四分别为分子式中一、三、四价元素的数目。价元素的数目。 n2无需思索,由于它根据分子构造的不饱无需思索,由于它根据分子构造的不饱和情况以双键或单键来填补和情况以双键或单键来填补 . 不饱和度值与物质构造间的关系:不饱和度值与物质构造间的关系: U=0 链状饱和化合物链状饱和化合物 U=1 一个双键一个双键C=O,C=C或环脂化合或环脂化
27、合物物 U1 构造中含有双键或脂环构造中含有双键或脂环 U=2 一个三键化合物一个三键化合物 U2 构造中含有三键构造中含有三键 U=4 一个苯环的化合物一个苯环的化合物 U4 构造中含有六元芳环构造中含有六元芳环 例例1. C6H8的不饱和度是的不饱和度是3,可断定不含苯环,可推出该化合物构造可断定不含苯环,可推出该化合物构造CH2=CHCH=CHCH=CH2,符合这种情况的还有其它几种异构体 例2. C4H7N的不饱和度是2,分子中能够有一个三键,应为CN,故构造式为CH3CH2CH2CN 或 CH32CHCN 3.识别特征区和指纹区红外光谱识别特征区和指纹区红外光谱 遵照先简单后复杂,先
28、特征区后指遵照先简单后复杂,先特征区后指纹区,先强峰后弱峰,先粗查后细找的纹区,先强峰后弱峰,先粗查后细找的原那么原那么 例题见书上例题见书上 例一:未知物分子式为例一:未知物分子式为C8H16,其红外图谱为,其红外图谱为图图7.5,试推其构造。,试推其构造。 解:解: 由其分子式可计算出该化合物不饱和度为由其分子式可计算出该化合物不饱和度为1 1,即,即该化合物具有一个烯基或一个环。该化合物具有一个烯基或一个环。 3079cm-1 3079cm-1处有吸收峰,阐明存在与不饱和处有吸收峰,阐明存在与不饱和碳相连的氢,因此该化合物一定为烯,在碳相连的氢,因此该化合物一定为烯,在1642cm-11
29、642cm-1处处还有还有C=CC=C伸缩振动吸收,更进一步证明了烯基的存在。伸缩振动吸收,更进一步证明了烯基的存在。 910 910 、993cm-1993cm-1处的处的CHCH弯曲振动吸收阐明弯曲振动吸收阐明该化合物有端乙烯基,该化合物有端乙烯基,1823cm-11823cm-1的吸收是的吸收是910910吸收峰吸收峰的倍频。的倍频。 从从29282928、1462 cm-11462 cm-1的较强吸收及的较强吸收及29512951、9 9 cm-1cm-1的较弱吸收知未知物的较弱吸收知未知物CH2CH2多,多,CH3CH3少。少。 综上可知,未知物主体为正构端取代综上可知,未知物主体为
30、正构端取代乙烯,即乙烯,即1-1-辛烯。辛烯。例二:未知物分子式为例二:未知物分子式为C3H6O,其红外图谱为,其红外图谱为图图7.6,试推其构造。,试推其构造。解:解: 由其分子式可计算出该化合物不饱和度为由其分子式可计算出该化合物不饱和度为1 1。 与例一类似,以与例一类似,以30843084,30143014,16471647,993993, 919cm-1919cm-1等处的吸收峰,可判别出该化合物具有端取等处的吸收峰,可判别出该化合物具有端取代乙烯。代乙烯。 因分子式含氧,在因分子式含氧,在3338cm-13338cm-1处又有吸收强,峰形处又有吸收强,峰形圆而钝的谱带。因此该未知物
31、必为一醇类化合物。再圆而钝的谱带。因此该未知物必为一醇类化合物。再结合结合1028cm-11028cm-1的吸收,知其为伯醇。由于该的吸收,知其为伯醇。由于该-CH2-OH-CH2-OH与双键相连,与双键相连,C-OC-O伸缩振动频率较通常伯醇约伸缩振动频率较通常伯醇约1050cm-11050cm-1往低波数挪动了往低波数挪动了2020多多cm-1cm-1。 综合上述信息,未知物构造为:综合上述信息,未知物构造为:CH2=CH-CH2-OHCH2=CH-CH2-OH官能团区的其他谱峰可指认如下:2987cm-1 :=CH2的一个吸收另一吸收在的一个吸收另一吸收在3084cm-1 2916、29
32、67cm-1 :CH2的碳氢伸缩振动的碳氢伸缩振动1846cm-1 :919cm-1的倍频的倍频1423cm-1 : CH2弯曲振动,因弯曲振动,因OH的电负性,较常见的电负性,较常见1470cm-1有低波数位移有低波数位移例三:未知物分子式为例三:未知物分子式为C12H24O2 ,其红外图,其红外图谱为图谱为图7.7,试推其构造。,试推其构造。解:由其分子式可计算出该化合物不饱和度为解:由其分子式可计算出该化合物不饱和度为1 1。 从图从图7.77.7中最强的吸收中最强的吸收1703cm-11703cm-1知该化知该化合物含羰基,与一个不饱和度相符。合物含羰基,与一个不饱和度相符。 2920
33、 2920,2851 cm-12851 cm-1处的吸收很强而处的吸收很强而29562956,2866 cm-12866 cm-1处的吸收很弱,这阐明处的吸收很弱,这阐明CH2CH2的数目远多于的数目远多于CH3CH3的数目。这进一步为的数目。这进一步为723 723 cm-1cm-1的显著吸收所证明通常这个吸收是弱的显著吸收所证明通常这个吸收是弱的,阐明未知物很能够具有一个正构的长的,阐明未知物很能够具有一个正构的长碳链。碳链。 2955 2955到到 2851 cm-1 2851 cm-1的吸收是叠加在另的吸收是叠加在另一个宽峰之上的,从其底部加宽可明显地看一个宽峰之上的,从其底部加宽可明
34、显地看到这点。从分子式含两个氧知此宽峰来自到这点。从分子式含两个氧知此宽峰来自OHOH,很强,很强 的低波数位移阐明有很强的氢键缔协作用。的低波数位移阐明有很强的氢键缔协作用。结合结合1703cm-1的羰基吸收,可推测未知物含的羰基吸收,可推测未知物含羧酸官能团。羧酸官能团。940,1305,1412 cm-1等处的吸等处的吸收进一步阐明羧酸官能团的存在。收进一步阐明羧酸官能团的存在。 综合所述,未知物构造为:综合所述,未知物构造为: CH3CH210-COOH例四:未知物分子式为例四:未知物分子式为C6H8N2,其红外图谱为,其红外图谱为图图7.8,试推其构造。,试推其构造。解:解: 由其分
35、子式可计算出该化合物不饱和度为由其分子式可计算出该化合物不饱和度为4 4,故有,故有能够含苯环。能够含苯环。 此推测由此推测由30303030、15931593、1502 cm-11502 cm-1的吸收证明,由的吸收证明,由750 cm-1750 cm-1的吸收知该化合物含邻位取代苯环。的吸收知该化合物含邻位取代苯环。 3285 3285、3193 cm-13193 cm-1的吸收是很特征的伯胺吸的吸收是很特征的伯胺吸收对称伸缩振动和反对称伸缩振动收对称伸缩振动和反对称伸缩振动 综合上述信息及分子式,可知该化合物为邻苯综合上述信息及分子式,可知该化合物为邻苯二胺。二胺。 其它峰的指认有:其它
36、峰的指认有: 3387 3387、3366 cm-1 3366 cm-1 :有:有NH2NH2伸缩振动伸缩振动 1634 cm-1 1634 cm-1 : NH2 NH2弯曲振动弯曲振动 1274 cm-1 1274 cm-1 :CNCN伸缩振动伸缩振动例五:图例五:图7.97.9为为GC/FTIRGC/FTIR某未知组分的气相红外某未知组分的气相红外图。从其相应的图。从其相应的GC/MSGC/MS谱知该未知物分子式为谱知该未知物分子式为C9H18O,试推其构造。,试推其构造。解:解: 气相红外图与凝聚相红外图有一些差别:气相红外图与凝聚相红外图有一些差别:表如今吸收位置的挪动和强度的变化。有
37、一表如今吸收位置的挪动和强度的变化。有一定根底知识后,分析气相红外谱也不困难。定根底知识后,分析气相红外谱也不困难。 从从2936 cm-1处的强吸收,知该未知物具有处的强吸收,知该未知物具有多个多个CH2 。从该峰的高波数一侧显示光滑曲。从该峰的高波数一侧显示光滑曲线没有不饱和碳上的线没有不饱和碳上的CH振动。振动。 1744 cm-1的吸收阐明该未知物含有羰基。的吸收阐明该未知物含有羰基。 2812,2712 cm-1两处吸收是醛类化合物特两处吸收是醛类化合物特征。结合征。结合1744 cm-1的吸收可完全证明。的吸收可完全证明。 综合所述,该未知物为含多个综合所述,该未知物为含多个CH2
38、的醛实的醛实践为践为 1-壬醛。壬醛。规范红外光谱的运用规范红外光谱的运用备有多种索引备有多种索引化合物称号索引化合物称号索引 (alphabetical index)化合物分类索引化合物分类索引 (chemical classes index)官能团字母顺序索引官能团字母顺序索引 (functional group alphabetical index)4. 分子式索引分子式索引 (molecular weight index) 5. 波长索引波长索引 (wave length index)7.6 拉曼光谱的原理及运用拉曼光谱的原理及运用 分子振动光谱分为:分子振动光谱分为: 红外吸收红外吸收 拉曼散射拉曼散射 一、原理一、原理 拉曼光谱法是将高能
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