基础医学课件红外光谱分析讲解.ppt

四、 影响官能团吸收频率的因素 (一)内部因素 主要讨论分子结构变化时，官能团红外吸收频率的变化。 1. 电子效应 1）诱导效应 卤原子吸电子诱导效应，使羰基双键性增强，C=O的力常数变大，吸收向高波数移动。 2）共轭效应 羰基与双键共轭，C=O键长增加，降低了羰基的双键性， 使吸收频率移向低波数。 (???) (???) (p??) 试比较下列两个化合物中哪一个羰基的振动波数相对较高？ 醇羟基： 游离态 二聚体 多聚体 3600~3640cm-1 3500~3600cm-1 3200~3400cm-1 羧酸及胺类等化合物, 分子间形成氢键后, 其相应吸收频 率均移向低波数. 当羰基是氢键受体时, 其羰基特征吸收 频率向低频移动 40~60cm-1 2. 氢键的影响 使基团化学键的力常数减小, 伸缩振动波数降低、峰形变宽。 3. 环的张力 一般而言, 环的张力增大时, 环上有关官能团的吸收频率逐 渐升高。 环内双键的C=C伸缩振动吸收频率随环的减小而降低。 4. 成键碳原子的杂化状态 5. 振动的偶合 分子内两基团位置很近并且振动频率相同或相近时, 它们之 间发生强相互作用, 结果产生两个吸收峰, 一个向高频移动, 一个向低频移动。 外部因素 外部因素主要指测定时物质的状态以及溶剂效应等因素。 同一物质的不同状态，由于分子间相互作用力不同，所得到光谱往往不同。 分子在气态时，其相互作用力很弱，此时可以观察到伴随振动光谱的转动精细结构。 液态和固态分子间作用力较强，在有极性基团存在时，可能发生分子间的缔合或形成氢键，导致特征吸收带频率、强度和形状有较大的改变。例如，丙酮在气态时的?C-H为1742 cm-1 ，而在液态时为1718 cm-1 。 在溶液中测定光谱时，由于溶剂的种类、溶剂的浓度和测定时的温度不同，同一种物质所测得的光谱也不同。通常在极性溶剂中，溶质分子的极性基团的伸缩振动频率随溶剂极性的增加而向低波数方向移动，并且强度增大。因此，在红外光谱测定中，应尽量采用非极性的溶剂。 五. 红外吸收峰的强度 红外吸收强度取决于跃迁的几率： 跃迁几率 ? ?ab ?ab 跃迁偶极矩 红外电磁波的电场矢量 强度决定于振动时偶极矩变化大小。偶极矩变化愈大，吸收 强度愈大；偶极矩变化愈小，吸收强度愈小；没有偶极矩变 化, 则不产生红外吸收。 例：VC=O 吸收强度大于 VC=C 。 对称烯、炔等无吸收峰或吸 收峰很弱。 吸收强度的表示： vs (ε 200)、s(ε= 75~200)、 m(ε= 25~75)、w(ε= 5~25)、vw(ε 5)。 2. 烯烃 ?C=C 1680~1600cm-1 ?=CH 3100~3010cm-1 ?=CH 1000~800cm-1 ?C=C 吸收峰的强度受分子对称性影响 3. 炔烃 VC≡C 2250cm-1 V≡C-H 3340-3300cm-1 ?≡C-H 680-610cm-1 4. 芳烃 ?C=C 1660~1450cm-1 ?=CH 3110~3010cm-1 ?=CH 900~690cm-1 （芳环碳碳骨架伸缩振动） “定位峰” 六. 各类有机化合物的特征基团频率 1. 烷烃 ?C-H 2900~2850cm-1 ?C-H 1465~1340cm-1 ?CH3 1380cm-1 5. 醇、酚类化合物 V-OH 3650~3600cm-1 (游离) 尖峰 V-OH 3550~3200cm-1 (缔合) 宽峰 VC-O 1260~100cm-1 6. 羰基化合物 1）酮 脂肪酮 VC=O ~1715cm-1 芳香酮 VC=O ~1695cm-1 ????不饱和酮 VC=O ~1675cm-1 2）醛 VC=O ~1725cm