第八章红外光谱法和Roman光谱法概述.ppt

§8.2 红外吸收基本原理 一、双原子分子的振动 ㈠谐振子——理想状况下 1、两原子组成的基团振动吸收峰的位置 ㈡非谐振子 二、典型的红外光谱仪 1、光栅色散型红外吸收光谱仪 （1）特征：采用双光束（消除背景吸收）；样品室位于单色器前。 （2）应用：有机物的定性分析 2、傅里叶变换红外光谱仪： 色散元件：迈克尔逊干涉计 三、红外吸收法试样的制备 ㈠气体试样 1、玻璃气槽：两端粘有透光的NaCl或KBr制成的窗片，进样前抽真空 2、液体池：溶液法 ㈡液体试样 1、液体池：透光面：NaCl或KBr，包括密封固定池、可拆池和密封可变池 2、试样的制备： （1）涂片法 （2）液膜法 （3）液体池法 ㈢固体试样 压片法：0.5-2mg样+100-200mg KBr-干燥处理-研细-压片-直接测定。 一、红外光谱区域与基团振动 1、官能团区（基频区或特征区） 频率范围：4000-1350cm-1 （1）X-H伸缩振动区：4000-2500cm-1 （2）叁键、累积双键伸缩振动区： 2500-1900cm-1 （3）双键伸缩振动区：1900-1200cm-1 （4）X-H弯曲振动区：1650-1350cm-1 2、指纹区：1350-650cm-1 几种标准图谱集 最常见的标准图谱有三种 1. 萨特勒（Sadtler）标准红外光谱集 美国sadtler research laborationies 编辑出版的。收集的图谱最多 2. 分子光谱文献“DMS”穿孔卡片 英国和德国联合编制 3. “API”红外光谱资料 美国石油研究所（ API ）编制。主要是烃类化合物的光谱 图谱解析实例 （1）计算不饱和度 ? =1+8+1/2（0-10）=4，可能含苯环 经推测C8H10O的结构为 图谱解析实例 （1）计算不饱和度 ? =1+8+1/2（0-16）=1，可能含C=C 图谱解析实例 解： 由分子式计算不饱和度? = 4－6/2＋1= 2 特征区：3070cm-1有弱的不饱和C—H伸缩振动吸收，与1 650cm-1的vc=c 谱带对应表明有烯键存在，谱带较弱，是被极化了的烯键。 1765cm-1强吸收谱带表明有羰基存在，结合最强吸收谱带1 230cm-1和1 140cm-1的C-O-C吸收应为酯基。 这个化合物属不饱和酯，根据分子式有如下结构： （1） CH2=CH－COO－CH3 丙烯酸甲酯 （2） CH3－COO－CH=CH2 醋酸乙烯酯 这两种结构的烯键都受到邻近基团的极化，吸收强度较高。 普通酯的vC=O在1 745cm-1附近，结构（1）由于共轭效应vC=O频率较低，估计在1700cm-1左右，且甲基的对称变形振动频率在1 440cm-1处，与谱图不符。谱图的特点与结构（2）一致，vC=O频率较高以及甲基对称变形振动吸收向低频位移（1 365cm-1），强度增加，表明有CH3COC－结构单元。vsC-O-C升高至1 140cm-1处。且强度增加，表明不饱和酯。 指纹区：δ=CH 出现在955和880cm-1，由于烯键受到极化，比正常的乙烯基δ=CH位置（990和910cm-1）稍低。 由上图谱分析，化合物的结构为（2） 3350 缔合-OH 1005 ?C-O 2935,2855 ?CH2 1615 1500 750,700 A ?/cm-1 （2）3350cm-1强而宽的吸收带，缔合-OH。 ?OH，1005 cm-1吸收峰 ?C-O，醇类化合物 （3）~3000 cm-1多重弱峰?? CH，1615，1500 cm-1吸收峰?C=C；750，700 ? ? CH 单取代 （4）2935，2855 cm-1有吸收峰，饱和烷基?CH吸收峰，1380 cm-1无吸收峰，说明不含-CH3，1460 cm-1是-CH2-的 ?CH2 1460 ~3000 例3 未知物分子式为C8H16，其红外光谱图如图所示，试推测其结构 ?C=CH 3079cm-1 处有吸收峰，?C=C 1642 cm-1处, 该化合物中存在烯基。 波数/cm-1 910cm-1、993 cm-1 C-H弯曲振动 3079cm-1 C=C-H 伸缩振动 1642cm-1 C =C伸缩 振动 3000~2800cm-1 1460,1380cm-1处有吸收峰,CH3,CH2 ?CH 910cm-1、993 cm-1处说明该化合物有末端乙烯基。未知物为直链末端烯烃，即1-辛烯。 1460,1380 cm-1 C-H弯曲振动 例4：由元素分析某化合物的分子式为C4H6O2，测得红外光