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解析红外谱图,获得官能团的基本信息,推导未知物的也许构造
能力目的
认识红外光谱图,分析特点
横坐标波数,纵坐标百分透过率 ,谷底表达吸取峰。
特征区:4000-1350
指纹区: 1350 650 cm-1
谱图解析的一般程序
图解析措施:
先根据分子式其不饱和度,初步判断构造,查看特征官能团区,判断官能团的种类,最终查看指纹区,判断其精细构造,确定构造式
注意:在解析过程中,要把注意力集中到重要基团的有关峰上,避免孤立解析。
分子的不饱和度
定义: 不饱和度是指分子构造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 + 2n4 + n3 – n1 )/ 2
n4 , n3 , n1 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具有双键,三键,环,芳环的数目,验证谱图解析的对的性。
例: C9H8O2
= (2 +29 – 8 )/ 2 = 6
1、—O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇,酚,酸2、不饱和碳原子上的=C—H( C—H ) 苯环上的C—H 3030 cm-1 =C—H 3010 2260 cm-1 C—H 3300 cm-1 3、 C=O (1850 1600 cm-1 )碳氧双键的特征峰,强度大,峰锋利。4、单核芳烃 的C=C键伸缩振动(1626 1650 cm-1 )
重要官能团的吸取频率范围
多种官能团的吸取频率范围
从第一区域到第四区域,4000cm-1到400cm-1多种官能团的特征吸取频率范围。
区
域
基 团
吸收频率
(cm-1)
振动形式
吸收
强度
说 明
第
 
 
一
 
 
 
区
 
 
域
—OH(游离)
—OH(缔合)
—NH2,—NH(游离)
—NH2,—NH(缔合)
—SH
C—H伸缩振动
不饱和C—H
 
≡C—H(叁键)
═C—H(双键)
苯环中C—H
 
饱和C—H
 
 
—CH3
—CH3
—CH2
—CH2
3650—3580
3400—3200
3500—3300
3400—3100
2600—2500
 
 
 
3300附近
3010—3040
3030附近
 
 
 
 
2960±5
2870±10
2930±5
2850±10
伸缩
伸缩
伸缩
伸缩
伸缩
 
 
 
伸缩
伸缩
伸缩
 
 
 
 
反对称伸缩
对称伸缩
反对称伸缩
对称伸缩
m,sh
s,b
m
s,b
 
 
 
 
s
s
s
 
 
 
 
s
s
s
s
判断有无醇类、酚类和有机酸的重要依据
 
 
 
 
不饱和C—H伸缩振动出现在3000cm-1以上
 
末端═C—H2出现在3085cm-1附近
强度上比饱和C—H稍弱,但谱带较尖锐
饱和C—H伸缩振动出现在3000cm-1以下(3000—2800cm-1),取代基影响较小
 
 
三元环中的CH2出现在3050cm-1
—C—H出现在2890cm-1,很弱
第
二
区
域
—C≡N
—N≡N
—C≡C—
 
 
—C=C=C—
2260—2220
2310—2135
2260—2100
 
 
1950附近
伸缩
伸缩
伸缩
 
 
伸缩
s针状
m
v
 
 
v
干扰少
 
R—C≡C—H,2100—2140;R—C≡C—R`,2190—2260;若R`=R,对称分子无红外谱带
第
 
三
 
区
 
域
C=C
芳环中C=C
 
—C=O
 
 
—NO2
—NO2
S=O
1680—1620
1600,1580
1500,1450
1850—1600
 
 
1600—1500
1300—1250
1220—1040
伸缩
伸缩
 
伸缩
 
 
反对称伸缩
对称伸缩
伸缩
m,w
v
 
s
 
 
s
s
s
苯环的骨架振动
 
其他吸收带干扰少,是判断羰基(酮类、酸类、酯类、酸酐等)的特征频率,位置变动大
多种官能团的吸取频率范围
四
 
区
 
域
C—O
 
 
 
C—O—C
 
—CH3,—CH2
 
—CH3
—NH2
C—F
C—Cl
C—Br
C—I
=CH2
—(CH2)n—,n>4
1300—1000
 
 
 
900—1150
 
1460±10
 
1370—1380
1650—1560
1400—1000
800—600
600—500
500—200
910—890
720
伸缩
 
 
 
伸缩
 
—CH3反对称变形,CH2变形
对称变形
变形
伸缩
伸缩
伸缩
伸缩
面外摇摆
面内摇摆
s
 
 
 
s
 
m
 
s
m,s
s
s
s
s
s
v
C—O键(酯、醚、醇类)的极性很强,故强度强,常成为谱图中最强的吸收
醚类中C—O—C的
νas=1100±50是最强的吸收。C—O—C对称伸缩在900—1000,较弱
大部分有机化合物都含有CH3、CH2基,因此此峰经常出现
多种官能团的吸取频率范围
根据特征吸取的位置,判断也许存在的特征官能团
图谱解析训练1