75红外光谱的应用课件

1、第7章 红外吸收光谱 Infrared spectroscopy 7.5 红外光谱的应用2022/7/311. 红外光谱图解析步骤 确定分子式和计算不饱和度; 解析前应了解尽可能多的信息;确定所含的化学键或基团 ; 先观察官能团区，找出存在的官能团，再看指纹区。如果是芳香族化合物，应定出苯环取代位置，确定所含的化学键或基团. (4) 根据频率位移值考虑邻接基团及其连接方式 ; 根据官能团及化学合理性，列出几种可能的结构； (5) 与标准谱图对照分析;(6) 配合其它分析方法综合解析 .2022/7/312. 红外光谱的定性分析 1) 标准红外谱图的应用 最常见的红外光谱标准谱图有萨特勒（Sad

2、tler）标准红外光谱图库、Aldrich红外谱图库和Sigma Fourier红外光谱图库. “Alphabetical Index”(化合物名称索引)“Chemical Classes Index” (化合物分类索引)“Molecular Formula Index”（分子式索引） 萨特勒（Sadtler）标准图库,同时检索紫外、红外 、核磁氢谱和核磁碳谱的标准谱图.2022/7/312) 已知化合物和官能团的结构鉴定 2022/7/31波数（cm-1 ）归属结构信息3030芳环碳氢伸缩振动（AR-H）AR-H2800-3000甲基伸缩振动as（CH3）CH31718羰基伸缩振动（C=O）

3、酮C=O1686羰基伸缩振动（C=O）酮Ar-C=O1600；1580;芳环骨架C=C伸缩振动（C=C）芳环1360甲基对称变形振动s（CH3） O=C-CH31260酮C-C伸缩振动（C-C）C-C750芳环碳氢变形伸缩振动 （=C-H）芳环单取代特征700环变形振动s（环） 2022/7/313) 异物体的鉴别 2022/7/312022/7/31烯烃顺反异构体：2022/7/314) 未知化合物结构分析 例1.已知化合物分子式C11H22，根据IR谱图确定结构.2022/7/31例1解：1）不饱和度2）峰归属波数（cm-1 ）归属结构信息3090不饱和碳氢伸缩振动（=C-H）C=C-H2

4、960,2870饱和碳氢伸缩振动（C-H）CH2,CH31639碳碳双键伸缩振动（C=C）C=C1465亚甲基变形振动（CH2） CH21380甲基对称变形振动s（CH3） CH3990,910不饱和碳氢变形振动（=C-H）-CH=CH2720亚甲基变形振动 （C-H）长碳链(4个以上CH2) U=1-22/2+11=1分子式:C11H22,2022/7/31-（CH2）4-CH3CH2CH2CH2CH2 -CH=CH2 -CH=CH2剩余部分：-C5H11：确定支化度3）官能团CH3CH24）可能的结构2022/7/316）验证结构5）确定结构与正构烷烃比较1460cm-1和1380cm-1

5、两峰的相对强度R+CH2CH2CH2CH2+ -CH=CH2 R:不饱和度与计算结果相符；并与标准谱图对照证明结构正确。 2022/7/31例2.某化合物分子式C8H7N，熔点为29；试根据如下红外谱图推测其结构。 2022/7/31例2解：1）不饱和度2）峰归属 U=1-7/2+1/2+8=6分子式: C8H7N,波数（cm-1 ）归属结构信息3030苯环上=C-H伸缩振动， （=C-H）C=C-H2920是-CH2或-CH3的C-H非对称伸缩振动峰，此峰很弱，可能是芳环上连的烃基。 （CH3）和 （CH2）CH32217CN的特征吸收峰， （CN）CN1607,1508芳环C=C伸缩振动，

6、（C=C）苯环1450芳环C=C伸缩振动和CH3的C-H变形振动的迭合。 1384CH3的C-H对称变形振动 （CH3）。 CH3特征1170C-C伸缩振动吸收峰。 （C-C）817苯环上=C-H的面外变形振动。 苯环对位取代2022/7/313）官能团CH3CN苯环4）确定结构6）验证结构不饱和度与计算结果相符；并与标准谱图对照证明结构正确。 2022/7/31例3某化合物分子式C4H8O2，试根据如下红外光谱图，推测其结构。 2022/7/31例3解：1）不饱和度2）峰归属 U=1-8/2+4=1分子式: C4H8O2,波数（cm-1 ）归属结构信息30002800cm-1 是-CH2或-

7、CH3的C-H伸缩振动峰，（CH3）和 （CH2）CH3, CH21740 cm-1 强峰,CO伸缩振动峰, （C=O）酯C=O1460cm-1甲基不对称变形振动峰和CH2剪式振动的迭合。CH2,CH31380cm-1 CH3的C-H对称变形振动， （CH3）甲基特征。 CH31249cm-1 C-O-C不对称伸缩振动峰， as（C-O-C）酯的特征1049cm-1 C-O-C对称伸缩振动峰。 s（C-O-C） 酯的特征2022/7/311180cm-1 as（C-O-C）1240cm-1 1160cm-1 3）官能团CH3CH2C=OC-O4）可能的结构5）确定结构2022/7/31例4某化

8、合物分子式C8H8，试根据如下红外光谱图，推测其结构。 2022/7/31例4解：1）不饱和度2）峰归属 U=1-8/2+8=5分子式: C8H8,波数（cm-1 ）归属结构信息31003000cm-1 苯环和双键(=C-H)伸缩振动， （=C-H）=C-H,AR-H1630 cm-1 CC伸缩振动峰, （C=C）C=C1600 ,1580,1500,1450芳环C=C伸缩振动，（C=C）苯环991,909不饱和碳氢变形振动（=C-H）-CH=CH2776,691 苯环上=C-H的面外变形振动和环变形振动。 苯环单取代2022/7/313）官能团-CH=CH2苯环4）确定结构2022/7/31

9、例5某液体化合物分子式C8H8O2，试根据其红外光谱图，推测其结构。 2022/7/31解：不饱和度U=1+8+1/2（0-8）=5可能含有苯环和含有CO、C=C或环。谱峰归属（1）3068cm-13044cm-1苯环上=C-H伸缩振动，说明可能是芳香族化合物。（2）2943cm-1饱和碳氢C-H伸缩振动。（3）1765 cm-1C=O伸缩振动吸收峰，波数较高，可能为苯酯（=C-O-COR，1760 cm-1）。 （4）1594 cm-11493 cm-1芳环C=C骨架伸缩振动。没有裂分，说明没有共轭基团与苯环直接相连。（5）1371 cm-1CH3的对称变形振动，波数低移，可能与羰基相连。（

10、6）1194 cm-1C-O-C不对称伸缩振动，酯的特征。（7）1027 cm-1C-O-C对称伸缩振动。（8）750cm-17692cm-1苯环上相邻5个H原子=C-H的面外变形振动和环骨架变形振动，苯环单取代的特征。推测结构结构验证其不饱和度与计算结果相符；并与标准谱图对照证明结构正确。例5解：2022/7/31例6.化合物C4H8O，根据如下IR谱图确定结构，并说明依据。 2022/7/31例6解：1）不饱和度2）峰归属 U=1-8/2+4=1分子式: C4H8O,波数（cm-1 ）归属结构信息3336羟基伸缩振动， （O-H）OH3078 不饱和碳氢(=C-H)伸缩振动， （=C-H）

11、=C-H2919,2866不饱和碳氢(C-H)伸缩振动， （C-H)C-H1622CC伸缩振动峰, （C=C）C=C1450甲基不对称变形振动峰和CH2剪式振动的迭合。CH2,CH31036C-O伸缩振动峰, （C-O）C-O896 不饱和碳氢变形振动（=C-H）C=CH22022/7/312022/7/313）官能团C=CH2OH4）确定结构CH3CH22022/7/31例7.化合物C4H8O，根据如下IR谱图确定结构，并说明依据。 2022/7/31例7解：1）不饱和度2）峰归属 U=1-8/2+4=1分子式: C4H8O,波数（cm-1 ）归属结构信息2981,29402883饱和碳氢(

12、C-H)伸缩振动， （C-H)CH2,CH31716CO伸缩振动峰, （C=O）C=O1365甲基对称变形振动峰 （CH3）O=C-CH31170C-C伸缩振动峰, （C-C）2022/7/312022/7/313）官能团C=O4）确定结构CH3CH22022/7/31例8.某化合物C5 H7O2N，根据如下IR和1 谱图推断其结构，并说明依据。2022/7/31例8解:不饱和度: U=1+5+1/2（1-7）=3可能含有CO、CN。IR谱峰归属（1）2988cm-1，2938cm-1饱和C-H伸缩振动；（2）2266 cm-1氰基CN伸缩振动特征峰；（3）1749 cm-1C=O的特征吸收峰

13、（酯羰基）；（4）1469cm-1，1373 cm-1饱和C-H变形振动；（5）1200cm-1，1029cm-1酯C-O-C伸缩振动。NMR谱峰归属峰号积分裂分峰数归属推断（a）1.333H三重峰CH33个氢，1个CH3峰，双峰，与二个质子偶合，可能-CH2-CH3*。 （b）3.482H单峰CH22个氢，单峰，CH2峰，-CH2*- CN （c）4.272H四重峰CH22个氢，四重峰，和电负性基团相连向低场位移，可能O- CH*2-CH3。可能结构确定结构O-CH2- CH3化学位移查表=4.024.39；O=C-CH2- CH3化学位移查表=2.4；故结构（b）正确。2022/7/31例

14、9.某化合物C8H11N (M = 121)根据下列谱图解析此化合物的结构，并说明依据 .2022/7/31例8解:不饱和度:U=8+（1-11）/2+1=4IR解析波数（cm-1）归属3434，33523034296516211495，1462864，784，696伯胺NH伸缩振动特征峰苯环上不饱和碳氢C-H伸缩振动=C-H饱和碳氢C-H伸缩振动C-HNH变形振动吸收峰苯环骨架伸缩振动C=C苯环间位取代特征吸收峰MS解析M/z离子断裂反应12110693M+ （M-CH3）+（M-C2H4）+确定结构2022/7/312022/7/312022/7/31 内容选择：第一节 红外基本原理basic principle of Infr