红外光谱在有机化合物结构分析中的应用

红外光谱在有机化合物结构分析中的应用第一页，共十九页，2022年，8月28日1

3.5红外光谱在有机化合物结构分析中的应用第二页，共十九页，2022年，8月28日2

试样的制备要获得一张高质量红外光谱图，除了仪器本身的因素外，还必须有合适的样品制备方法。1.

红外光谱法对试样的要求红外光谱的试样可以是液体、固体或气体，一般应要求：（1）试样应该是单一组份的纯物质，纯度应>98%或符合商业规格，才便于与纯物质的标准光谱进行对照。多组份试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱相互重叠，难于判断。第三页，共十九页，2022年，8月28日3（2）试样中不应含有游离水。水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸收池的盐窗。（3）试样的浓度和测试厚度应选择适当，以使光谱图中的大多数吸收峰的透射比处于10%~80%范围内。2.

制样的方法气体样品：气态样品可在玻璃气槽内进行测定，它的两端粘有红外透光的NaCl或KBr窗片。先将气槽抽真空，再将试样注入。第四页，共十九页，2022年，8月28日4液体和溶液试样：（1）液体池法沸点较低，挥发性较大的试样，可注入封闭液体池中，液层厚度一般为0.01~1mm。（2）液膜法沸点较高的试样，直接直接滴在两片盐片之间，形成液膜。对于一些吸收很强的液体，当用调整厚度的方法仍然得不到满意的谱图时，可用适当的溶剂配成稀溶液进行第五页，共十九页，2022年，8月28日5测定。一些固体也可以溶液的形式进行测定。常用的红外光谱溶剂应在所测光谱区内本身没有强烈的吸收，不侵蚀盐窗，对试样没有强烈的溶剂化效应等。固体试样：（1）压片法将1~2mg试样与200mg纯KBr研细均匀，置于模具中，用（5~10）107Pa压力在油压机上压成透明薄片，即可用语测定。试样和KBr都应经干燥处理，研磨到粒度小于2微米，以免散射光影响。第六页，共十九页，2022年，8月28日6（2）石蜡糊法将干燥处理后的试样研细，与液体石蜡或全氟代烃混合，调成糊状，夹在盐片中测定。（3）薄膜法主要用于高分子化合物的测定。可将它们直接加热熔融后涂制或压制成膜。也可将试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜测定。当样品量特别少或样品面积特别小时，采用光束聚光器，并配有微量液体池、微量固体池和微量气体池，采用全反射系统或用带有卤化碱透镜的反射系统进行测量。第七页，共十九页，2022年，8月28日7

红外光谱的应用（1）已知物的鉴定

将试样的谱图与标准的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照。如果两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同，峰的相对强度一样，就可以认为样品是该种标准物。如果两张谱图不一样，或峰位不一致，则说明两者不为同一化合物，或样品有杂质。如用计算机谱图检索，则采用相似度来判别。使用文献上的谱图应当注意试样的物态、结晶状态、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同。第八页，共十九页，2022年，8月28日8（2）检验反应是否进行，某些基团的引入或消去简单反应→相应的特征峰存在或消失复杂反应→标准谱图相比较（3）几何构型与立体构象的研究（4）未知结构化合物的确定简单化合物→红外光谱复杂化合物→综合分析第九页，共十九页，2022年，8月28日9（1）了解试样的来源、性质了解样品的来源、性质及灰分物理常数分子式

经元素分析确定实验式；有条件时可有MS谱测定相对分子量，确定分子式；

3.5.3光谱解析的一般程序

：

第十页，共十九页，2022年，8月28日10根据分子式计算不饱和度，其经验公式为：

Ω=1+n4+1/2（n3–n1）式中：Ω—代表不饱和度；n1、n3、n4分别代表分子中一价、三价和四价原子的数目。当计算得：

=0时，表示分子是饱和的，应在链状烃及其不含双键的衍生物。当=1时，可能有一个双键或脂环；当=2时，可能有两个双键和脂环，也可能有一个叁键；当=4时，可能有一个苯环等。第十一页，共十九页，2022年，8月28日11（2）红外光谱解析程序顺序：先特征(区)、后指纹(区)；先最强(峰)、后次强(峰)；先粗查、后细找；原则:

先否定、后肯定；解析一组相关峰;第十二页，共十九页，2022年，8月28日12常见官能团的振动频率振动吸收峰化合物C-H伸缩C-H弯曲烷烃2960-2850cm-1

-CH2-,1460cm-1

-CH3,1380cm-1异丙基，两个等强度的峰叔丁基，两个不等强度的峰第十三页，共十九页，2022年，8月28日13振动吸收峰化合物C-H伸缩C=C，C=C-C=C伸缩C-H弯曲烯烃C=C：1680-16201000-700

RCH=CH21645（中）

R2C=CH21653（中）顺RCH=CHR

1650（中）反RCH=CHR

1675（弱）3100-3010三取代1680（中-弱）四取代1670（弱-无）四取代无共轭烯烃与烯烃同向低波数位移，1600与烯烃同910-905强995-985强895-885强730-650弱且宽980-965强840-790强无第十四页，共十九页，2022年，8月28日14吸收峰化合物振动C-H伸缩CC，苯环伸缩C-H弯曲炔烃3310-3300一取代2140-2100弱非对称二取代2260-2190弱700-6003110-3010中1600中670弱（苯）邻-770-735强间-810-750强

710-690中对-833-810强泛频2000-1660取代芳烃较强对称无强1580弱1500强1450弱-无一取代770-730，710-690强二取代第十五页，共十九页，2022年，8月28日15类别伸缩(cm-1)说明C-XC-FC-ClC-BrC-I1350-1100强750-700中700-500中610-685中游离3650-3500缔合3400-3200宽峰不明显醇、酚-OHC-O-C1200-1000不特征胺RNH2R2NH3500-3400（游离）缔合降低1003500-3300（游离）缔合降低100键和官能团醚第十六页，共十九页，2022年，8月28日16类别伸缩(cm-1)说明1770-1750（缔合时在1710）醛、酮C=OR-CHO1750-16802720（C-H）羧酸C=OOH酸酐酰卤酰胺腈气相在3550，液固缔合时在3000-2500（宽峰）C=OC=OC=OC=O