红外光谱分析法3.ppt

掌握常见基团特征峰，根据红外吸收光谱判断主要基团存在与否，从而推断简单分子结构。 通过分子式CxHyOz计算不饱和度 本章重点 BUCT 羰基化合物 羰基化合物包含酮，醛，羧酸，酸酐，酰胺。它们的主要特征吸收： 在羰基化合物中，由于羰基所处的环境不同，它们各自有自己的特征频率。例如主要几类脂肪族羰基化合物的VC=O频率为： 酮类 醛类 酯类 ~1710cm-1 ~1810cm-1 ~1690cm-1 羧酸 酸酐 酰胺 ~1710cm-1 ~1810cm-1 ~1690cm-1 ~1760cm-1 A 酮类（P181) 酮类的VC=O吸收峰非常强，几乎是酮类唯一的特征峰典型脂肪酮的 VC=O在1715cm-1附近，芳酮及α-,β- 不饱和酮分别比饱和酮低20~40cm-1左右。 B 醛类（P182) 醛羰基的伸缩振动在1725cm-1附近有一强吸收峰，此外醛基中的C-H伸缩振动在2900～2700cm-1区有两个吸收峰,这是区别醛及酮的特征峰。 酮与醛红外谱图 C 酯类（P183) 酯的特征吸收峰是酯基( ) 中 VC=O及 VC-O-C吸收。酯羰基的伸缩振动频率高于相应的酮类，也是强吸收峰。另外在3450cm-1附近还经常可以观察到较弱的 -C=O 伸缩振动的倍频吸收。在1300~1000cm-1区有两个峰，分别为c-o-c的对称伸缩振动（1140~1030cm-1附近较弱峰）及不对称伸缩振动（1300~1150cm-1附近强峰）。此两个峰与酯羰基吸收峰配合观察，在酯类结构的判断中很重要。 酯类化合物红外谱图 D 羧酸（P182)  在羧酸中，羧基（-COOH）中的c=o的伸缩振动，O-H伸缩振动及O-H面外弯曲振动是红外光谱中识别羧酸的三个重要特征频率。羧酸具有强的缔合作用，使c=o的伸缩振动频率比游离态低。未取代的饱和脂肪酸的Vc=o 在1760cm-1附近，而缔合态则降到1720cm-1附近。同时，缔合作用使O-H的伸缩振动频率降低，一般在3300~2600cm-1区可见到宽而强的吸收峰。在指纹区955~915cm-1 区的O-H弯曲振动的强吸收峰也是比较特征的。 羧酸化合物红外谱图 E 酸酐（P183) 酸酐羰基伸缩振动有对称和不对称两种方式，都产生强吸收。所以在1810cm-1 及1760cm-1附近可以看到有很强的双峰。链状酸酐的两峰强度接近相等，高波数峰稍强于低波数峰，但环状酸酐的低波数却较高波数峰强。根据这两个峰的相对强度来判断酸酐是线形的还是环状的。指纹区有酸酐的C-O-C伸缩振动吸收，链状酸酐的 C-O-C在1170~1050cm-1区产生强而宽的吸收峰，而环状酸酐往往在1310~1210cm-1及950~910cm-1区出现双峰。 酸酐化合物红外谱图 醇和酚的红外谱图（P179) 羟基化合物有三个特征吸收区：O-H伸缩振动吸收区，C-O伸缩振动吸收区和O-H弯曲振动吸收区。其特征吸收峰位置列于下表： 基　团 振动形式 吸收峰位置/cm-1 强度 备　注 v OH δOH vC-O-H 　 3700~3200 醇 1400~1250 酚 1300~1165 醇 1100~1000 酚　1260　　　 s w s s 宽峰 醇类化合物红外谱图 酚类化合物红外谱图 醚类的特征是含有C-O-C的结构，有对称和反对称（1150-1060 cm-1 )两种伸缩振动吸收。由于氧的质量和碳的很接近，使醚键的C-O伸缩振动吸收位置和C-C的类似，位于C-C伸缩振动的指纹区，但C-O振动时偶极矩变化较大，有利于与C-C键的区别，但任何含有C-O键的分子（例如醇，酚，酯，酸等）都对醚键的特征吸收产生干扰，因此要由红外光谱来单独确定醚键的存在与否是比较困难的。 醚类化合物红外谱图（P180) 醚类化合物红外谱图 红外光谱法应用－定量分析 定量依据 朗伯-比耳定律 条件选择 谱带、溶剂 定量方法