红外光谱谱图解析

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1、任务2-4正溴丁烷的波谱解析infraredabsorptionspec-troscopy，IR2021/6/11分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱概述introduction辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构近红外区：低能电子跃迁、含氢原子团伸缩振动的合频吸收；稀土、过渡金属中红外区：远红外区：纯转动能级跃迁，变角、骨架振动；异构体、金属有机物、氢键2021/6/11一、认识红外光谱图2021/6/111、红外光谱图峰强：Vs（Verystrong）：很强；s（str

2、ong）：强；m（medium）：中强；w（weak）：弱。峰形：表示形状的为宽峰、尖峰、肩峰、双峰等类型2021/6/11２、为什么红外光谱图纵坐标的范围为4000~400cm-1？红外光波波长位于可见光波和微波波长之间0.75~1000μm（1μm=10-4cm）范围。0.75~2.5μm为近红外区2.5~25μm为中红外区25~1000μm为远红外区2.5~15.4μm的中红外区应用最广由可知，2.5~15.4μm波长范围对应于4000cm-1~650cm-1。大多数有机化合物及许多无机化合

3、物的化学键振动均落在这一区域。2021/6/113、分子中基团的基本振动形式basicvibrationofthegroupinmolecular（1）两类基本振动形式伸缩振动亚甲基：变形振动亚甲基2021/6/11甲基的振动形式伸缩振动甲基：变形振动甲基对称δs(CH3)1380㎝-1不对称δas(CH3)1460㎝-1对称不对称υs(CH3)υas(CH3)2870㎝-12960㎝-12021/6/11二、解析红外光谱图2021/6/11一个未知化合物仅用红外光谱解析结构是十分困难的。一般在光

4、谱解析前，要做未知物的初步分析红外光谱谱图的解析更带有经验性、灵活性。解析主要是在掌握影响振动频率的因素及各类化合物的红外特征吸收谱带的基础上，按峰区分析，指认某谱带的可能归属，结合其他峰区的相关峰，确定其归属。在此基础上，再仔细归属指纹区的有关谱带，综合分析，提出化合物的可能结构。必要时查阅标图谱或与其他谱（1HNMR，13CNMR，MS）配合，确证其结构。2021/6/11（一）了解样品来源及测试方法要求样品纯度98%以上尽可能地从下面几个方面详尽了解样品的情况：①样品的来源——合成方法或从何

5、种动、植物体中提取而来；②样品的纯度、颜色、气味、沸点、熔点、折射率、样品物态、灼烧后是否残留灰分等；③样品的化学性质；④元素分析结果，相对分子质量或质谱提供的分子离子峰，并由此求出分子式；⑤红外光谱测定条件和制样方法及所用仪器分辩率。2021/6/11定义：不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。计算：可按下式进行不饱和度的计算：UN=（2+4n6+3n5+2n4+n3–n1）/2n6，n5，n4，n3，n1分别为分子中六价，五价，

6、……，一价元素数目。作用：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。例：C9H8O2UN=（2+29–8）/2=6（二）计算不饱和度2021/6/11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——基团特征频率（特征峰）；例：28003000cm-1—CH3特征峰；16001850cm-1—C=O特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：—CH2—CO—CH2—1715cm-1酮—CH2—CO—O—1735cm-1酯—CH2—CO

7、—NH—1680cm-1酰胺（三）从特征频率区中确定主要官能团取代基2021/6/11（四）从分子中减去己知基团所占用的原子，从分子的总不饱和度中扣除已知基团占用的不饱和度。根据剩余原子的种类和数目以及剩余的不饱和度，并结合红外光谱，对剩余部分的结构做适当的估计（五）提出结构式如果分子中的所有结构碎片都成为已知（分子中的所有原子和不饱和度均已用完），那么就可以推导出分子的结构式。在推导结构式时，应把各种可能的结构式都推导出来，然后根据样品的各种物理的、化学的性质以及红外光谱排除不合理的结构。同理，

8、在判断某种基团不存在时也要特别小心，因为某种基团的特征振动可能是非红外活性的，也可能因为分子结构的原因，其特征吸收变得极弱。在判断存在某基团时，要尽可能地找出其各种相关吸收带，切不可仅根据某一谱带即下该基团存在的结论。2021/6/11（六）确证解析结果按以下几种方法验证1、设法获得纯样品，绘制其光谱图进行对照，但必须考虑到样品的处理技术与测量条件是否相同。2、若不能获得纯样品时，可与标准光谱图进行对照。当谱图上的特征吸收带位置、形状及强度相一致时，可以完全确证。当然，两图绝对吻合