《紅外光譜譜圖解析》PPT課件

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1、任務(wù)2-4正溴丁烷的波譜解析infraredabsorptionspec-troscopy，IR2021/9/18分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生：振-轉(zhuǎn)光譜概述introduction輻射→分子振動(dòng)能級(jí)躍遷→紅外光譜→官能團(tuán)→分子結(jié)構(gòu)近紅外區(qū)：低能電子躍遷、含氫原子團(tuán)伸縮振動(dòng)的合頻吸收；稀土、過(guò)渡金屬中紅外區(qū)：遠(yuǎn)紅外區(qū)：純轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷，變角、骨架振動(dòng)；異構(gòu)體、金屬有機(jī)物、氫鍵2021/9/18一、認(rèn)識(shí)紅外光譜圖2021/9/181、紅外光譜圖峰強(qiáng)：Vs（Verystrong）：很強(qiáng)；s（strong）：強(qiáng)；m（medium）：中強(qiáng)；w（weak）：弱。

2、峰形：表示形狀的為寬峰、尖峰、肩峰、雙峰等類(lèi)型2021/9/18２、為什么紅外光譜圖縱坐標(biāo)的范圍為4000~400cm-1？紅外光波波長(zhǎng)位于可見(jiàn)光波和微波波長(zhǎng)之間0.75~1000μm（1μm=10-4cm）范圍。0.75~2.5μm為近紅外區(qū)2.5~25μm為中紅外區(qū)25~1000μm為遠(yuǎn)紅外區(qū)2.5~15.4μm的中紅外區(qū)應(yīng)用最廣由可知，2.5~15.4μm波長(zhǎng)范圍對(duì)應(yīng)于4000cm-1~650cm-1。大多數(shù)有機(jī)化合物及許多無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)鍵振動(dòng)均落在這一區(qū)域。2021/9/183、分子中基團(tuán)的基本振動(dòng)形式basicvibrationofthegro

3、upinmolecular（1）兩類(lèi)基本振動(dòng)形式伸縮振動(dòng)亞甲基：變形振動(dòng)亞甲基2021/9/18甲基的振動(dòng)形式伸縮振動(dòng)甲基：變形振動(dòng)甲基對(duì)稱(chēng)δs(CH3)1380㎝-1不對(duì)稱(chēng)δas(CH3)1460㎝-1對(duì)稱(chēng)不對(duì)稱(chēng)υs(CH3)υas(CH3)2870㎝-12960㎝-12021/9/18二、解析紅外光譜圖2021/9/18一個(gè)未知化合物僅用紅外光譜解析結(jié)構(gòu)是十分困難的。一般在光譜解析前，要做未知物的初步分析紅外光譜譜圖的解析更帶有經(jīng)驗(yàn)性、靈活性。解析主要是在掌握影響振動(dòng)頻率的因素及各類(lèi)化合物的紅外特征吸收譜帶的基礎(chǔ)上，按峰區(qū)分析，指認(rèn)某譜帶的可能歸屬，結(jié)

4、合其他峰區(qū)的相關(guān)峰，確定其歸屬。在此基礎(chǔ)上，再仔細(xì)歸屬指紋區(qū)的有關(guān)譜帶，綜合分析，提出化合物的可能結(jié)構(gòu)。必要時(shí)查閱標(biāo)圖譜或與其他譜（1HNMR，13CNMR，MS）配合，確證其結(jié)構(gòu)。2021/9/18（一）了解樣品來(lái)源及測(cè)試方法要求樣品純度98%以上盡可能地從下面幾個(gè)方面詳盡了解樣品的情況：①樣品的來(lái)源——合成方法或從何種動(dòng)、植物體中提取而來(lái)；②樣品的純度、顏色、氣味、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、折射率、樣品物態(tài)、灼燒后是否殘留灰分等；③樣品的化學(xué)性質(zhì)；④元素分析結(jié)果，相對(duì)分子質(zhì)量或質(zhì)譜提供的分子離子峰，并由此求出分子式；⑤紅外光譜測(cè)定條件和制樣方法及所用儀器分辯率。20

5、21/9/18定義：不飽和度是指分子結(jié)構(gòu)中達(dá)到飽和所缺一價(jià)元素的“對(duì)”數(shù)。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個(gè)氫原子，不飽和度為1。計(jì)算：可按下式進(jìn)行不飽和度的計(jì)算：UN=（2+4n6+3n5+2n4+n3–n1）/2n6，n5，n4，n3，n1分別為分子中六價(jià)，五價(jià)，……，一價(jià)元素?cái)?shù)目。作用：由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環(huán)，芳環(huán)的數(shù)目，驗(yàn)證譜圖解析的正確性。例：C9H8O2UN=（2+2?9–8）/2=6（二）計(jì)算不飽和度2021/9/18與一定結(jié)構(gòu)單元相聯(lián)系的、在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的化學(xué)鍵振動(dòng)頻率——基團(tuán)特征頻率（特征峰）；例：2800?3000

6、cm-1—CH3特征峰；1600?1850cm-1—C=O特征峰；基團(tuán)所處化學(xué)環(huán)境不同，特征峰出現(xiàn)位置變化：—CH2—CO—CH2—1715cm-1酮—CH2—CO—O—1735cm-1酯—CH2—CO—NH—1680cm-1酰胺（三）從特征頻率區(qū)中確定主要官能團(tuán)取代基2021/9/18（四）從分子中減去己知基團(tuán)所占用的原子，從分子的總不飽和度中扣除已知基團(tuán)占用的不飽和度。根據(jù)剩余原子的種類(lèi)和數(shù)目以及剩余的不飽和度，并結(jié)合紅外光譜，對(duì)剩余部分的結(jié)構(gòu)做適當(dāng)?shù)墓烙?jì)（五）提出結(jié)構(gòu)式如果分子中的所有結(jié)構(gòu)碎片都成為已知（分子中的所有原子和不飽和度均已用完），那么就可

7、以推導(dǎo)出分子的結(jié)構(gòu)式。在推導(dǎo)結(jié)構(gòu)式時(shí)，應(yīng)把各種可能的結(jié)構(gòu)式都推導(dǎo)出來(lái)，然后根據(jù)樣品的各種物理的、化學(xué)的性質(zhì)以及紅外光譜排除不合理的結(jié)構(gòu)。同理，在判斷某種基團(tuán)不存在時(shí)也要特別小心，因?yàn)槟撤N基團(tuán)的特征振動(dòng)可能是非紅外活性的，也可能因?yàn)榉肿咏Y(jié)構(gòu)的原因，其特征吸收變得極弱。在判斷存在某基團(tuán)時(shí)，要盡可能地找出其各種相關(guān)吸收帶，切不可僅根據(jù)某一譜帶即下該基團(tuán)存在的結(jié)論。2021/9/18（六）確證解析結(jié)果按以下幾種方法驗(yàn)證1、設(shè)法獲得純樣品，繪制其光譜圖進(jìn)行對(duì)照，但必須考慮到樣品的處理技術(shù)與測(cè)量條件是否相同。2、若不能獲得純樣品時(shí)，可與標(biāo)準(zhǔn)光譜圖進(jìn)行對(duì)照。當(dāng)譜圖上的特

8、征吸收帶位置、形狀及強(qiáng)度相一致時(shí)，可以完全確證。當(dāng)然，兩圖絕對(duì)吻合