《仪器分析》-有机化合物的典型光谱

第二节

有机化合物的典型光谱按基团归类峰位峰形峰强特点和变化规律分子结构yyq1一、脂肪烃类从上到下：正辛烷、1-辛烯、1-辛炔21.烷烃主要特征峰CHCH3000～2850

cm-11480～1350

cm-12,4-二甲基戊烷2,4,4-三甲基戊烷特点：

峰位和顺序

CH

3000～2850

cm-1

asCH3asssCHCHCH223CH3CH

CH

CH

C

CH3sδCHδ

叠加峰CH32322H～1385cm-1

～1375cm-1sδH3CCH3

C

CH2

C

CH3H3CCH3

峰形和峰强CH3

偶合分裂

CH

~722

cm-1，当n4，～1395cm-1～1365cm-142.烯烃主要特征峰=CHC=C=CH3100～3000

cm-1

（m）～1650

cm-1（w）1010～650cm-1（s）5特点：峰位：as=CH

重要特征，区别于烷烃C=C

随取代基数目

，共轭时，环烯中环张力，峰形和峰强取代、共轭双烯不对称伸缩对称伸缩红外活性红外非活性=CH

特征，最有价值，并可鉴别取代类型63.炔烃主要特征峰CHCC3333～3267

cm-12260～2100

cm-17特点峰位：ΞCH

CΞC峰形：ΞCHCΞC强，较窄高度特征下列基团C-H出现的位置（峰位）CH3=CH2CH8二、芳香烃类R苯和取代苯9芳香烃类主要特征峰=CH3100～3000

cm-1

(w

m)2000cm-1～1667cm-1(w)CH泛频峰C=C

(骨架)1650cm-1～1430cm-1=CH910～665cm-1(s)泛频峰=CHH苯环10特点：

C=C（骨架振动

=CH是鉴别苯环的重要标志鉴别取代基的位置和数目

泛频峰非常弱，配合=CH

鉴别取代情况=CH随苯环上相邻氢数目的减少向高波数移动

/cm-1相邻氢数=CH5770～7304770～735

931782810～75021860～800900～86012三、醇、酚、醚OHHHR

OH22R

C

O

C

R131.

醇和酚共同点都有-OH及C-O键（游离羟基）锐峰OH3640～3610cm-13500～3200cm-1（缔合羟基）钝峰CO1260～1000cm-1(s)OH1420~1330cm-1区别酚的芳香结构的一组相关峰14醇和酚正辛醇CH

(CH

)

-OH32

7苯酚OHOHCO152.

醚有

-C-O-C-键，没有-OH键ascocs主要特征峰coc脂肪醚cm-1芳香醚cm-1乙烯基醚cm1150

1070(vs)

1150

1070

(vw)～～1275

1200(vs)

1075

1220

(s)～～-1

1225

1200(vs)

1075

1020(s)～～醚基氧和苯环或乙烯共轭，使

CO

波数16正己醇，2-丁醇，丁醚的红外光谱17四、羰基化合物c=o

1870~1540cm-1羰基例：

(C

H

O)9

1018（一）酮类

~1715cm

(vs)-1C=O甲乙酮的红外吸收光谱19（一）酮类

~1715cm

(vs)-1C=O

环酮随张力增大，OOOOC=O

1715174517801815cm-1

若共轭，苯乙酮的红外吸收光谱甲乙酮的红外吸收光谱20

~1725cm

(s)（二）醛类-1C=O

若共轭，

fermi共振：CH双峰~2820cm-1~2720cm-121O（三）酰氯类C

Cl

饱和

~1800cm

(s)，不饱和

1780~1750cm

(s)-1-1C=O22（四）羧酸类OR

C

OH特征峰单体

~3550cm-1OH3400~2500cm-1二聚

~3000cm-1

宽峰羰基α位有电负性基团C=O1740~1650cm-1二聚体（氢键）芳香酸

（共轭）OH955

~915cm-1

宽谱带23（五）酯类sasCOCCOCOR

C

OR,-不饱和酸酯芳香酸酯特征峰饱和脂肪酸酯1750～1725cm-1C=O~1735cm-11730～1715cm-1C-O1300~1000cm-11210～1163cm-11310～1250cm-124（六）酸酐类O

OC

CR

O

R'

双峰

1850~1800cm-1asC=Os1780~1740cm-1

由于偶合，羰基峰分裂成双峰

酸酐与酸相比不含羟基特征峰（七）酰胺类OCNH2c=o

1680

1630cm-1NH

3500

3100cm-1伯酰胺双峰，仲酰胺单峰，叔酰胺无峰

1690

1670cm

,16201590cm-1-1NHCN

1400cm-1苯甲酰胺26小结：含羰基化合物的羰基C=O顺序酸酐

as1810cm-1

（s

1760

cm-1）酰氯

1800cm-1酯

1735cm-1，醛

1725cm-1，酮

1715cm-1羧酸

1710cm-1酰胺

1680cm-127五、含氮化合物NH

3500

3300cm-1（一）胺伯、仲、叔胺可区别CN

1360

1020cm-1NH

1650

1510cm-1NH

900

650cm-1NH正己胺28（二）硝基化合物1590

1500cm-1asNO2

1390

1330cm-1sNO2对硝基苯甲酸29（三）腈类化合物

2260

2215cm-1cN特征性强对甲基苯甲腈30第三节

红外光谱仪信号单色

样品

检测

处理光源器池器和输出第一代仪器

岩盐棱镜第二代第三代光栅Michelson干涉仪

（FT-IR）31一、FT-IR红外光谱仪（一）主要部件Michelson干涉仪计算机系统辐射源检测器硅碳棒Nernst灯热电型光电型样品池计算机32（二）FT-IR的工作原理Michelson干涉仪示意图固定镜动镜光源干涉光检测器光程差是波长的整数倍时，为相长干涉，亮度最大（亮条）光程差是半波长的奇数倍时，为相消干涉，亮度最小（暗条）（三）

FT-IR红外光谱法的主要特点灵敏度高分辨率高光谱范围宽扫描速度快34二、红外光谱仪的性能1.

分辨率•某

处：

/

聚苯乙烯薄膜3110~2850cm-1：CH

7个峰2.

波数准确度与重复性•

准确度：测定

文献•

重复性：最大

-最小35第四节

红外吸收光谱分析一、试样的制备对试样的要求压片法①纯度>98%②不含水分③溶剂与光谱波段相符糊膏法固体试样薄膜法液体池法涂片法/夹片法液体试样36二、红外光谱解析方法

了解样品来源和性质

选择和充分除去溶剂

试样的物理化学常数2

2n

n

nU

4312

分子式，可以计算不饱和度(U)

试样的浓度和厚度U＝0

饱和脂肪族U＝1

一个双键/一个饱和环状结构U＝2

一个叁键U＝4

一个苯环37不饱和度计算举例饱和脂肪族类C

H

O4

102

2

n

n

n

2

2

4

102U

04312一个苯环和一个叁键C

H

O10

10

4或一个苯环和两个双键2

2n

n

n

2

210

10U

64312238（一）光谱解析方法已知化和物的定性鉴定未知化合物的结构分析•

主要用途•

特点

两个化合物没有完全相同的红外光谱，只要它们化学结构存在细小的差别（如同系物。同分异构体和空间构象等），红外光谱都有不同。对于定性鉴别红外光谱是最有效的方法。由于红外光谱的特征性强，一般情况下，两个样品的红外光谱完全一致，就是同一个化合物。39解析的一般原则1.

解析三原则2.

解析一组相关峰3.

解析顺序峰位、峰形和峰强避免孤立解析先特征，后指纹4.

基团与特征频率的相关关系40官能团与特征频率的相关表波数(cm-1)4000～32003310～30003000～27002500～20001870～15501690～15001490～11501310～10201000～650850~500振

动

类

型（基团）ν

νOH

、

NHν

>ν

≈ν≡CH=CHArHν

（

-CH

,饱和

CH

及

CH、-CHO

）CH32ν

、νC≡CC≡NνC=O（酸酐,酰氯,酯,醛,酮,羧酸,酰胺

）ν

、ν

、C=CC=NNHβCH、βOH（

各种面内弯曲振动

）νC-O-C

（酚、醇、醚、酯、羧酸

）=CH（不饱和碳-氢面外弯曲振动

）ν

、C-XCH241解析示例12-1C

H

O4

10分子式计算不饱和度推测化合物类型2