波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)-資料下載頁(yè)
2025-05-12 18:51本頁(yè)面
【正文】 Ω = 1 + n4 + 1 / 2（ n3 – n1） 式中： Ω—代表不飽和度； n n n4分別代表分 子中一價(jià)、三價(jià)和四價(jià)原子的數(shù)目。 雙鍵和飽和環(huán)狀結(jié)構(gòu) 的 Ω為 三鍵 為 苯環(huán) 為 4。 譜圖解析示例： 舉個(gè)例子： 比如苯： C6H6 不飽和度 U ＝ 1+6+（ 06） /2＝ 4， 3個(gè)雙鍵加一個(gè)環(huán)，正好為 4個(gè)不飽和度； U = 1 + n4 + 1 / 2（ n3 – n1） 解析譜圖 （ 1）解譜注意紅外吸收譜的三要素 ——位置、強(qiáng)度、峰形 解譜注意事項(xiàng)： 解析紅外譜時(shí)要同時(shí)注意紅外吸收峰的 位置、強(qiáng)度 和峰形 。只有當(dāng)吸收峰位置和強(qiáng)度都處于一定范圍時(shí)，才能準(zhǔn)確推斷某官能團(tuán)存在。 例：羰基的吸收是較強(qiáng)的。若在 16801780cm1有吸收峰，但 強(qiáng)度 低，則不表明試樣中存在羰基，而說(shuō)明該化合物中存在羰基化合物的雜質(zhì)。 吸收峰的 形狀 也決定官能團(tuán)的種類，從峰形可輔助判斷官能團(tuán)。例：締合羥基，締合伯胺基和炔氫，它們的吸收峰位置只是略有差別，但主要差別在于吸收峰形不一樣：締合羥基圓滑而鈍；締合伯胺基只有一個(gè)小或大的分叉，炔氫則顯示尖銳的峰形。 總之，只有 同時(shí) 注意吸收峰的位置、強(qiáng)度和峰形，綜合地與已知譜圖進(jìn)行比較，才能得出較為可靠的結(jié)論。 （ 2）解譜順序 由高到低：一般先看官能團(tuán)區(qū)，找出該化合物存在的官能團(tuán)。再查看指紋區(qū)。若為芳香族化合物，應(yīng)找出苯環(huán)取代位置。 1）分析 3300~2800cm1區(qū)域 CH伸縮振動(dòng)吸收；以3000 cm1為界 :高于 3000cm1為不飽和碳 CH伸縮振動(dòng)吸收，有可能為烯 , 炔 , 芳香化合物 ,而低于 3000cm1一般為飽和 CH伸縮振動(dòng)吸收； 2）若在稍高于 3000cm1有吸收 ,則應(yīng)在 2250~1450cm1 頻區(qū)，分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動(dòng)吸收特征峰， 其中： 炔 2200~2100 cm1 烯 1680~1640 cm1 芳環(huán) 1600,1580,1500,1450 cm1 若已確定為烯或芳香化合物，則應(yīng)進(jìn)一步解析指紋區(qū)，即 1000~650cm1的頻區(qū) ,以確定取代基個(gè)數(shù)和位置（順?lè)矗?、間、對(duì)）； （ 3）碳骨架類型確定后 ,再依據(jù)其他官能團(tuán) ,如 C=O, OH, CN 等特征吸收來(lái)判定化合物的官能團(tuán)； （ 4）解析時(shí)應(yīng)注意把描述各官能團(tuán)的相關(guān)峰同時(shí)聯(lián)系起來(lái)，以準(zhǔn)確判定官能團(tuán)的存在。如 2820， 2720和 1750~1700cm1的三個(gè)峰同時(shí)存在，才說(shuō)明醛基的存在。 1， 2， 3 四、紅外光譜的應(yīng)用 1. 確證兩種化合物是否同一物 同一物 兩 者 相 同 兩者相差小 （可能含雜質(zhì)） 兩者相差大 ——不同物 2. 鑒別未知物 對(duì)于一些分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)化合物，可根據(jù)分子中所含官能團(tuán)或空間位置的不同而用 IR區(qū)別之。如： 分別把兩種化合物進(jìn)行紅外光譜測(cè)定，然后對(duì)照兩者光譜圖。 3320~3310cm1 1980~1930cm1 ≡CH C=C=C 和 HC≡CCH2 CH2=C=CH 又 如 ： C H 3 C H C C H 3 H C C H C H 3 C H 3 H 3. 推測(cè)結(jié)構(gòu) 例 1 有一有機(jī)化合物分子式為 C4H6O ， UV在 225nm處有強(qiáng)吸收， IR在 970cm1 有吸收帶，請(qǐng)推出其結(jié)構(gòu)式。 解：根據(jù) UV知其結(jié)構(gòu)式可能為： ① H 2 C H C C H 3O② C H 2 C C H OC H 3C H 3 C H C H C H O③ C CC H OHC H 3H④ C C HC H OC H 3H730~650 cm1 980~965 cm1 故 C11 H24 結(jié)構(gòu)式為 CH3(CH2)9CH3 例 2 某化合物分子式為 C11 H24 ，其紅外光譜圖如 810所示，確定此化合物的結(jié)構(gòu)。 解： 不飽和度 U=nc+1 － nH 2 證明為飽和化合物 = 11+1 － = 0 24 2 IR： 720cm1 為 —(CH2)n— n≥4，彎曲振動(dòng) 2960cm1 2870cm1 υC—H 1470cm1 1380cm1 δC— H 2960 2870 1470 1380 720 解： C： % —— /12 =≈7 H： % —— /1 = ≈ 8 故實(shí)驗(yàn)式為 C7 H8 U=nc+1 — = 7+1 — =4 nH 2 2 8 例三 一揮發(fā)性的無(wú)色液體經(jīng)元素分析結(jié)果 C占 % , H占 % ,它的紅外光譜如圖 811所示，確定這個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)。 證明可能含有苯環(huán) 1600 1480 770 710 2960 2870 1475 1380 3030 故該化合物結(jié)構(gòu)式為： C H 3 1380cm1 1475cm1 2870cm1 2960cm1 υC HC Hδ證明有飽和 CH3 IR: 3030cm1 υ C H1480cm1 1600cm1 C Cυ證有苯環(huán) 710cm1 770cm1 證為一取代苯 δ C H化合物類型 鍵的類型 特征頻率范圍（ cm1） 強(qiáng)度 烷 烴 CH伸縮 CH彎曲 2850~2960 1350~1470 強(qiáng) 中 烯 烴 （芳 烴） =CH伸縮 C=C伸縮 3010~3100 1620~1680 （芳烴 1500~1600） 中 可變 炔 烴 =CH伸縮 C=C伸縮 ~3300 2100~2260 強(qiáng) 可變 鹵代烴 CCl CBr 700~750 500~700 中 中 醇 酚 醇、酚、醚 OH伸縮 O=H彎曲 CO伸縮 稀溶液 3590~3650 氫 鍵 3200~3550 1260~1500 1080~1300 尖峰，強(qiáng)度可變 寬峰，強(qiáng) 強(qiáng)（氫鍵則寬） 強(qiáng) 醛、酮 C=O伸縮 O=CH伸縮 1690~1760 2720， 2820 強(qiáng) （常呈雙峰） 羧酸及其衍生物 COOH 2800~3200 1700~1850 寬，強(qiáng) 強(qiáng) 胺 NH伸縮 NH彎曲 CN伸縮 3300~3500 1590~1650 1030~1230 強(qiáng)度可變，尖 弱或中 中
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