Chapter 10 红外光谱.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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,Infrared Spectrometry,红外光谱,UV-Vis,IR,讲义,P,10-12,K,：化学键的力常数（键能和键长）,：双原子的折合质量；,m,相对原子质量；,化学键键强越强（,K,越大），,越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。,9.6,表：化学键的力常数,（,10,2,N,/,m,）,例,:C=C,键的波数值,正己烯,C=C:1652 cm,-1,;,丁烯,C=C1648cm,-1,C-C;C=C;C,C,CH,2,=CH-CH,2,-CH,3,CH,2,=CH-CH=CH,2,1200;1650;2100cm,-1,1648cm,-1,1597cm,-1,思考：以下化学键振动频率大小,分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分子其他部分的影响，也会因测定条件及样品的物理状态而改变。所以同一基团的特征吸收会在一定范围内波动。,1715cm,-1,1807cm,-1,1731cm,-1,吸电子基团使吸收峰向高频方向移动,推电子基团使吸收峰向低频方向移动,空间效应：场效应；空间位阻；环张力,诱导效应、共轭效应、,氢键效应,炔,烃,红,外,光,谱,产,生,的,条,件,A.,E=E,B.,0,如果分子中某一个键是对称的并且偶极矩变化为零，它的振动称为红外非活性振动。在红外光谱上一般没有吸收发生。,红外非活性和红外活性振动,H-C,C-H,(,O,2,、,Cl,2,0),偶极矩不为零的键的振动通常会有红外吸收，这样的振动称为红外活性振动。,H-C,C-R;,0,R-C,C-R,O=C=O,O,C,O,0,O,C,O,0,烷烃,烯烃顺反异构体,(C,=C):,16951540cm,-1,基频区和指纹区的用处,醇,醛酮的区分,2500-3300 cm,-1,1680-1750 cm,-1,1740 cm,-1,1240 cm,-1,C-O,C=O,苯,表,取代苯的红外吸收峰值,取代类型,Frequency,cm,-1,Remarks,单取代,770-730 and 720-680,（,5H,）,s,（双峰）,邻二取代,770-735,（,4H,）,s,（单峰）,间二取代,900-860,（,1H,）,810-750,（,3H,）,w to m,（三个峰）,对二取代,860-800,（,2H,）,s,（单峰1,3,5-,三取代,860-710,（,1H,）,m,（三个峰）,1,2,3-,三取代,780-760,（,3H,）,m to w,（双峰）,1,2,4-,三取代,870-850,（,1H,）,825-805,（,2H,）,m to w,（双峰）,CH stretching,3030,m to w,C=C stretching,1430-1650,s to m,Instrumentation,两种类型：色散型,干涉型（付立叶变换,IR,仪）,记录装置,光源,单色器,检测器,样品池,Nernst,能斯特灯,rare-earth oxides,稀土元素的氧化物,Globar,碳硅棒,silicon carbide glowers,salt crystals,Thermocouples,热电偶,Bolometers,测辐射热仪,alkali or alkaline earth halides crystals,NaCl,:2.5 15.4,m(4000 650 cm,-1,),KBr,:10 25,m;,CsI,:10 38,m,Note:,These,(and the,monochromator,compartment)must be,kept dry,.,INTRUMENTATION,制样方法,1,）气体,气体池,2,）液体：,液膜法,难挥发液体,(BP80,C),溶液法,液体池,(,溶剂,CCl,4,，,CS,2,),3),固体,:,研糊法,（液体石腊法）,KBr,压片法,薄膜法,红外吸收光谱的应用,1,有机化合物的鉴定,标准谱图集简介、未知物结构测定,2,定量分析,C,7,H,5,N,O,3,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,C,n,H,m,can be calculated readily from the molecular formula by applying the following rules:,Rule 1:Replace all halogens in the molecular formula by hydrogens.,Rule 2:Omit oxygens and sulfurs.,Rule 3:For each nitrogen,omit the nitrogen and one hydrogen.,Example,Determine the,unsaturation,index of a compound with the molecular formula C,8,H,8,NOBr.,Rule 1:X,H,:C,8,H,9,NO,Rule 2:omit oxygens:C,8,H,9,N,Rule 3:For N,omit N and H:C,8,H,8,Therefore,n,=8,m,=8,Compound A,with molecular formula C,6,H,10,reacts with H,2,/Ni to give compound B,with molecular formula C,6,H,12,.The IR spectrum of compound A is provided.From this information about compound A tell(1),Its unsaturation index(2)The number of rings or bonds(or both)(3)What structural features.,H,C,=C,C,H,C,C,C,H,C,C,例,3,某未知物分子式为,C,10,H,12,O,试根据其,IR,数,据,3020(w),、,2820,、,2720,、,1700,、,1610,、,1575,、,1390,、,1365,、,830cm,-1,，推测其结构。,如果某个基团的特征频率吸收区，找不到吸收峰，我们就判断样品中部不存在该基团。,1.,否定法,2.,肯定法,3.,否定法与肯定法结合,C,9,H,10,O,IR,主要吸收峰：,3060,，,3030,，,2980,，,2920,，,1700,，,1600,，,1580,，,1500,，,1435,，,1370,，,750,，,690,cm,-1,。,某未知物分子式为,C,9,H,8,O,4,试根据其,IR,数据,3000(vbr),、,1745(,vs,),、,1685(s),、,1600,、,1500,、,1310-1250,(s),、,1150-1100,(s),cm,-1,，推测其结构。,邻位、间位、对位？,1.,某化合物分子中含有羰基（,C=O,）和氰基（,C,N,），预测其红外光谱在哪些区域会出现特征吸收峰？,2.,丙烯醇（,CH,2,=CH-CH,2,-OH,）和丙酮（,CH,3,COCH,3,）是同分异构体，能否用,IR,鉴别它们，为什么？,C,3,H,6,O,IR,：,3300(s,b),，,1650,，,1430,，,995,，,920,cm,-1,；,C,14,H,14,IR,：,3020,，,2938,，,2918,，,1600,，,1584,，,1493,，,1452,，,755,，,690cm,-1,；,CH,2,=CHCH,2,OH,Ph-CH,2,CH,2,-Ph,Example 1(P,13,),IR,用来监控含有效成份,XR375,药片的生产过程。用一不含有效成份的药片做空白样品。不含有效成份的药片和含有效成份,XR375,药片均经相同的提取步骤，有效成份,XR375,回收率为,(97.0,0.5)%,。,正己烷提取物用新干燥无水,MgSO,4,除水后,用干燥的正己烷稀释至,100.0mL,取该溶液,10.00mL,用干燥正己烷再稀释至,100.0mL,，用,IR,分析测定,4,次。标准溶液用,100.0mL,干燥正己烷溶解,25.0mgXR375,制的。用纯正己烷来校正仪器的基线,100%T,。实验结果见下表。假定合格药片应含有效成份,XR375 250(,10.0)mg,。,问生产的药片是否达到此要求？,样品,T%,（,3255cm,-1,）,A,正己烷,空白样品,标准样品,药片,#1,药片,#2,药片,#3,药片,#4,100,88.0,33.8,34.5,33.8,34.1,33.9,0.000,0.055,0.471,0.462,0.471,0.467,0.470,解：,T%,A,，扣除空白值得校正后,A,，如下表。,样品,T%,（,3255cm,-1,）,A,校正后,A,正己烷,空白样品,标准样品,药片,#1,药片,#2,药片,#3,药片,#4,100,88.0,33.8,34.5,33.8,34.1,33.9,0.000,0.055,0.471,0.462,0.471,0.467,0.470,0.000,0.416,0.407,0.416,0.412,0.415,根据朗伯比尔定律：浓度与,A,呈线性关系，且样品配置均以同体积配置，故可以用样品重量代替浓度，有以下等式成立：,实际样品,4次测试平均值为：（,0.407+0.416+0.412+0.415,）,/4=0.413,通过计算，药片符合配方要求。,IR(,色散型,),技术参数,1.,波长范围,:4000-400ccm,-1,；,2.,波数重现性,:,2cm,-1,；,3.,杂散光,:1%,；,4.,分辨率,:3.5cm,-1,(normal);1.5cm,-1,(1000cm,-1,);,5.,扫描时间：三种狭缝分别对应,6min,12min,24min;,6.,光源：硅碳棒,FT-IR,技术参数,1.,波数范围,:7800-350cm,-1,；,2.,波数精度,:0.01cm,-1,；,3.,分辨率,:1.5cm,-1,；,4.,扫描速度,:0.2-2.5cm/s,5.,光源,:,陶瓷光源、球反射光源等；,