红外吸收光谱分析法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四章 红外吸收光谱分析法,一,、红外光谱的基团频率,group frequency in IR,二、分子结构与吸收峰,molecular structure and absorption peaks,三、影响峰位移的因素,factors influenced peak shift,四、不饱和度,degree of,unsaturation,第二节 红外光谱与分子结构,infrared absorption spec-,troscopy,，IR,infrared spectroscopy,and molecular structure,2026/1/30 周五,一、红外吸收光谱的特征性,group frequency in IR,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：,2800,3000,cm,-1,CH,3,特征峰,；1600,1850,cm,-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：,CH2COCH2 1715 cm,-1,酮,CH2,COO 1735 cm,-1,酯,CH2,CONH 1680 cm,-1,酰胺,2026/1/30 周五,红外光谱信息区,常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000,670,cm,-1,依据基团的振动形式，分为四个区：,(1)4000,2500,cm,-1,XH,伸缩振动区（,X=O，N，C，S）,(2)2500,1900,cm,-1,三键，累积双键伸缩振动区,(3)1900,1200,cm,-1,双键伸缩振动区,(4)1200,670,cm,-1,XY,伸缩，,XH,变形振动区,2026/1/30 周五,二、分子结构与吸收峰,molecular structure and absorption peaks,1,XH,伸缩振动区（4000,2500,cm,-1,）,（1）,OH,3650,3200,cm,-1,确定 醇、酚、酸,在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。,注意区分,NH,伸缩振动：,3500,3100,cm,-1,2026/1/30 周五,（3）不饱和碳原子上的=,CH（,CH,）,苯环上的CH 3030,cm,-1,=CH 3010,2260,cm,-1,CH,3300,cm,-1,（2）饱和碳原子上的,CH,3000,cm,-1,以上,CH,3,2960,cm,-1,反对称伸缩振动,2870,cm,-1,对称伸缩振动,CH,2,2930,cm,-1,反对称伸缩振动,2850,cm,-1,对称伸缩振动,CH 2890 cm,-1,弱吸收,3000,cm,-1,以下,2026/1/30 周五,2,叁键（,C,C）,伸缩振动区,（2500,1900,cm,-1,）,在该区域出现的峰较少；,（1）,RC,CH,（2100,2140,cm,-1,）,RC,CR,（2190,2260,cm,-1,）,R=,R,时，无红外活性,（2）,RC,N,（2100,2140,cm,-1,）,非共轭 2240,2260,cm,-1,共轭 2220,2230,cm,-1,仅含,C、H、N,时：峰较强、尖锐；,有,O,原子存在时；,O,越靠近,C,N，,峰越弱；,2026/1/30 周五,3,双键伸缩振动区（1900,1200,cm,-1,）,（1）,RC=CR,1620,1680,cm,-1,强度弱，,R=R,（,对称,）,时，,无红外活性。,（2）单核芳烃 的,C=C,键伸缩振动（1626,1650,cm,-1,）,2026/1/30 周五,苯衍生物的,C=C,苯衍生物在 1650,2000,cm,-1,出现,C-H,和,C=C,键的面内变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。,2000,1600,2026/1/30 周五,（3,）,C=O,（1850,1600,cm,-1,）,碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。,饱和醛(酮)1740-1720,cm,-1,；强、尖；不饱和向低波移动；,醛，酮的区分？,2026/1/30 周五,酸酐的,C=O,双吸收峰：18201750,cm,-1,，两个羰基振动偶合裂分；,线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强；,环形结构：低波数峰强；,羧酸的,C=O,18201750,cm,-1,，,氢键，二分子缔合体；,2026/1/30 周五,4.,XY，XH,变形振动区 1650,cm,-1,指纹区(1350,650,cm,-1,),较复杂。,C-H，N-H,的变形振动；,C-O，C-X,的伸缩振动；,C-C,骨架振动等。精细结构的区分。,顺、反结构区分；,2026/1/30 周五,基团吸收带数据,2026/1/30 周五,常见基团的红外吸收带,特征区,指纹区,500,1000,1500,2000,2500,3000,3500,C-H，N-H，O-H,N-H,C,N,C=N,S-H,P-H,N-O,N-N,C-F,C-X,O-H,O-H（,氢键）,C=O,C-C，C-N，C-O,=,C-H,C-H,C,C,C=C,2026/1/30 周五,1内部因素,（1）电子效应,a,诱导效应,：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）,三、影响峰位变化的因素,molecular structure and absorption peaks,化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。,R-COR,C=0,1715cm,-1,;,R-COH,C=0,1730cm,-1,；,R-,COCl,C=0,1800cm,-1,;,R-COF,C=0,1920cm,-1,;,F-COF,C=0,1928cm,-1,;,R-CONH,2,C=0,1920cm,-1,;,2026/1/30 周五,共轭效应,cm,-1,cm,-1,cm,-1,cm,-1,2026/1/30 周五,（）空间效应,C,H,3060-3030,cm,-1,2900-2800,cm,-1,C,H,C,H,C,H,C,H,1,5,7,6,c,m,-,1,1,6,1,1,c,m,-,1,1,6,4,4,c,m,-,1,1,7,8,1,c,m,-,1,1,6,7,8,c,m,-,1,1,6,5,7,c,m,-,1,1,6,5,1,c,m,-,1,2,2,2,2,空间效应,：场效应；空间位阻；环张力,2026/1/30 周五,2.氢键效应,(分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动,cm,-1,cm,-1,cm,-1,cm,-1,cm,-1,cm,-1,2026/1/30 周五,四、不饱和度,degree of,unsaturation,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：,若分子中仅含一，二，三，四价元素（,H，O，N，C），,则可按下式进行不饱和度的计算：,=（2+2,n,4,+,n,3,n,1,）/2,n,4,，,n,3,，,n,1,分别为分子中四价，三价，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：,C,9,H,8,O,2,=（2+29,8）/2=6,2026/1/30 周五,内容选择：,结束,第一节 红外基本原理,basic principle of,Infrared absorption spectroscopy,第二节 红外光谱与分子结构,infrared spectroscopy,and molecular structure,第三节 红外光谱仪器,infrared absorption spectrophotometer,第四节 红外谱图解析,analysis of,Infrared spectrograph,第五节 激光拉曼光谱,laser Raman,spectrometr,2026/1/30 周五,