红外光谱与分子结构课件I.pdf

第九章第九章第九章第九章第九章第九章红外吸收光谱红外吸收光谱红外吸收光谱红外吸收光谱红外吸收光谱红外吸收光谱分析法分析法分析法分析法分析法分析法一、红外光谱的特征一、红外光谱的特征性性二、有机化合物分子二、有机化合物分子中常见基团吸收峰中常见基团吸收峰三、基团吸收带数据三、基团吸收带数据四、分子的不饱和度四、分子的不饱和度第三节第三节第三节第三节第三节第三节红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构一、红外光谱的特征性一、红外光谱的特征性一、红外光谱的特征性一、红外光谱的特征性一、红外光谱的特征性一、红外光谱的特征性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基团特征频率（特征峰）；（特征峰）；例：例：2800 3000 cm-1 CH3 特征峰；特征峰；1600 1850 cm-1 C=O 特征峰；特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：CH2COCH21715 cm-1 酮酮CH2COO1735 cm-1 酯酯CH2CONH1680 cm-1 酰胺酰胺红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构常见的有机化合物基团频率出现的范围：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：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（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三键，累积双键伸缩振动区(3)1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区双键伸缩振动区(4)1200 670 cm-1 XY伸缩，伸缩，XH变形振动区变形振动区二、有机化合物分子中常见基团吸收峰二、有机化合物分子中常见基团吸收峰二、有机化合物分子中常见基团吸收峰二、有机化合物分子中常见基团吸收峰二、有机化合物分子中常见基团吸收峰二、有机化合物分子中常见基团吸收峰1 X XH伸缩振动区（4000 2500 cmH伸缩振动区（4000 2500 cm-1-1）（1）OH 3650 3200 cm-1 确定 醇，酚，酸确定 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。（3）不饱和碳原子上的）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）饱和碳原子上的CH3000 cm-1 以上CH32960 cm-1 反对称伸缩振动2870 cm-1 对称伸缩振动CH22930 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2双键伸缩振动区(1200 1900 cm双键伸缩振动区(1200 1900 cm-1-1)苯衍生物在苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现出现C-H和和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。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。（1）RC=CR1620 1680 cm-1 强度弱，强度弱，R=R（对称）时，无红外活性。（对称）时，无红外活性。（2）单核芳烃 的）单核芳烃 的C=C键伸缩振动（键伸缩振动（1626 1650 cm-1）（3）C=O（1850 1600 cm-1）碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。醛，酮的区分？醛，酮的区分？3 叁键(C C)伸缩振动区(2500 1900 cm叁键(C C)伸缩振动区(2500 1900 cm-1-1)4.X4.XY，XY，XH 变形振动区 1650 cmH 变形振动区 1650 cm-1-1指纹区指纹区(1350 650 cm-1),较复杂。较复杂。C-H，N-H的变形振动；的变形振动；C-O，C-X的伸缩振动；的伸缩振动；C-C骨架振动等。精细结构的区分。骨架振动等。精细结构的区分。（1）RC CH （2100 2140 cm-1）RC CR（2190 2260 cm-1）R=R 时，无红外活性时，无红外活性（2）RC N （2100 2140 cm-1）非共轭）非共轭 2240 2260 cm-1 共轭共轭2220 2230 cm-1三、基团吸收三、基团吸收三、基团吸收三、基团吸收三、基团吸收三、基团吸收带数据带数据带数据带数据带数据带数据基团吸收带数据基团吸收带数据r，（反）（反）rr活泼氢不饱和氢饱和氢三键双键伸缩振动变形振动含氢化学键特征吸收带（伸缩振动）指纹吸收带活泼氢不饱和氢饱和氢三键双键伸缩振动变形振动含氢化学键特征吸收带（伸缩振动）指纹吸收带常见基团的红外吸收带常见基团的红外吸收带特征区指纹区特征区指纹区500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HC NC=NS-H P-HN-O N-NC-FC-XO-HO-H（氢键）（氢键）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HC CC=C四、分子的不饱和度四、分子的不饱和度四、分子的不饱和度四、分子的不饱和度四、分子的不饱和度四、分子的不饱和度定义：定义：不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。计算：计算：若分子中仅含一，二，三，四价元素（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：），则可按下式进行不饱和度的计算：=（2+2n4+n3 n1）/2n4，n3 ，n1分别为分子中四价，三价，一价元素数目。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。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：例：C9H8O2 =（2+2 9 8）/2=6内容选择：内容选择：内容选择：内容选择：内容选择：内容选择：第一节 红外基本原理第一节 红外基本原理第二节 红外光谱仪器第二节 红外光谱仪器第三节 红外光谱与分子结构第三节 红外光谱与分子结构第四节 红外谱图解析第四节 红外谱图解析结束结束结束结束结束结束