文档介绍:红外光谱讲座——傅立叶红外光谱样品调制及图谱解析技巧
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(3) 振动偶合与费米(Feimi)共振
如果一个分子内邻近的两个基团位置很靠近,它们的振动频率几乎相同,并有相同的对称性,就会偶合产生两个吸收带,这叫振动偶合。在许多化合物中都可以发生这种现象。(6种情况)
一个碳原子上含有两个或三个甲基,则在1385-1350cm-1出现两个吸收带。
酸酐上两个羰基互相偶合产生两个吸收带
表 酸酐的υC=O谱带
酸 酐
υC=O/cm-1
酸 酐
υC=O/cm-1
乙酸酐
1825,1748
丁二酸酐
1865,1782
己酸酐
1820,1760
戊二酸酐
1802,1761
苯甲酸酐
1780,1715
邻苯二甲酸酐
1845,1775
二元酸两个羰基之间只有1-2个碳原子时,会出现两个υC=O
相隔3个碳原子以上则没有这种偶合。
如:化合物 υC=O/cm-1
HOOCCH2COOH HOOC(CH2)2COOH
1740, 1710 1780, 1700
HOOC(CH2)nCOOH
N≥3时 只有一个υC=O
具有R-NH2和R-CONH2 结构的化合物,有两个υN-H。
这也是区分伯、仲、叔胺的有效方法,氮上有几个氢,3300-3500cm-1就有几个峰。
酰胺中由于δN-H 与υC-N偶合产生酰胺Ⅱ和Ⅲ带。
酰胺Ⅱ带在1570-1510cm-1,酰胺Ⅲ带在1335-1200cm-1
Fermi共振 当一个倍频或合频靠近另一个基频时,则会发生偶合,产生两个吸收带。一般情况下,一个频率比基频高,而另一个比基频低,这叫Fermi共振。
如:正丁基乙烯基醚中ω=CH(810cm-1)的倍频与υC=C发生Fermi共振,出现两个强的谱带在1640,1613cm-1。
环戊酮分子中υC=O出现两个吸收带1746,1728cm-1,这是由于羰基的伸缩振动与环的呼吸振动(889cm-1)的倍频间发生Fermi共振所致。
(4)张力效应
与环直接连接的环外双键(烯键、羰基)的伸缩振动频率,环张力越大其频率越高。
如:
υC=O/cm-1 1718 1751 1775
环内双键,张力越大,伸缩振动频率越低
(环丙稀 例外)。
如:
1646 1611 1566 1641
(5)氢键 氢键的形成往往使伸缩振动频率向低波数移动,吸收强度增强并变宽。分子内氢键:下列化合物中后者形成分子内氢键,形成氢键的吸收频率明显降低。
υC=O/cm-1
1676,1673 1675,1622
分子间氢键受测试条件的影响,样品溶液浓度、pH值等会使谱图产生差异。如果把样品稀释到非常稀的程度,这时样品分子间的距离相隔很远,大都呈游离状态,就不能生成分子间氢键,这是区分分子内和分子间氢键的很好办法。
如乙醇在四氯化碳中的不同浓度时:
自由OH伸缩振动出现在3640cm-1
二聚体OH伸缩振动出现在3515cm-1
多聚体OH伸缩振动出现在3350cm-1
(6)位阻效应 共轭效应会使基团吸收频率移动,若分子结构中存在空间阻碍,使共轭受到限制,则基团吸收频率接近正常值。
υC=O/cm-1
1663 1686 1693
(7) 互变异构的影响
有互变异构的现象存在时,在红外光谱中能看到各种异构体的吸收带。如乙酰乙酸乙酯有酮式和烯醇式结构,两者的吸收皆能在红外谱图上找到,但烯醇式的羰基吸收较酮式的弱,说明烯醇式较少.
CH3-CO-CH2-COO-C2H5→CH2-C(OH)=CH-COO-C2H5