红外光谱定性分析指导

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1、红外光谱定性分析指导,红外光谱定性分析的优点,特征性高分析时间短需要的样品量少 IR:10ug1mg不受样品的物理状态限制不破坏试样分析的成本低,可靠谱图的获得,制样技术分析未知物的红外光谱图，必须强调样品的纯度尽可能的纯化样品，前期工作较为烦琐但为后期谱图的可靠性奠定了基础不同的制样方法涉及聚集态结构，红外光谱图略有差别，查阅标准谱图时需要考虑结合其他分析仪器,红外光谱的三个重要特征,谱带的位置 谱带的位置是指示是指示一定基团存在的最有用的特征，由于若干不同的基团可能在相同的频率区出现，做判断时要特别慎重。形状 有时从谱带的形状也能得到基团的有关信息，这些对于鉴定特殊基团的存在很有用。相对强

2、度 在分子中极性较强的基团产生强的吸收带。,光谱的解析技巧,直接法利用标准谱图Sadtler标准谱图Atlas of polymer and plastics analysis分为11部分约有1100张谱图增塑剂、稳定剂、各种助剂等Infrared spectroscopy-its use in the coating industry分为三部分胶粘剂、溶剂、无机颜料和助剂Identification and analysis of plastics分为十部分乙烯类树脂、聚酰胺等The Aldrich library of Infrared spectra收集了8000多张有机物的红外光谱图I

3、nfrared spectra of inorganic spectra收集了892张无机物的红外光谱图,否定法 如果已知某波数区的谱带对某个基团是特微的，在谱图中的这个数区如果没有谱带存在时，就可以判断某些基团在分子中不存在。,肯定法 如果谱图不能直接辨认，则必须对它进行详细分析，一般分析谱图是从红外谱图中最强的吸收带开始的，这种谱带往往对应于化合物中主要官能团，因而也就可能较大程度的反映了化合物的特征，然后再分析其它较特征的谱带，对于一些弱的谱带往往是不好解释的。 在实际工作中，我们往往把肯定法和否定法，以及直接法联合使用，以便正确快速的作出判断。,红外光谱图解析顺序,先观察特征区，找出该

4、化合物存在的官能团，然后再查看指纹区。对于芳香族化合物，应找出苯环的取代位置，由指纹区的吸收峰与已知的化合物的谱图或标准谱图对比，可以判断未知物与已知物结构是否相同。注意运用其它分析的结果。,红外光谱图解析的方法,先把光谱图分为特征区（4000cm-11300cm- 1）和指纹区（1300 cm-1660cm- 1 ），从高频向低频移动。在考虑最强谱带时，也不能放弃弱的谱带，有时弱的谱带也会起到关键的作用，天然橡胶的特征吸收就在830 cm- 1 。在高频区找到一个谱带的归属，还应在低频区找到旁证，如此才能最后确定官能团的归属。,典型化合物的吸收位置,碳氢振动类型（不饱和型）A. 若C-H伸缩

5、振动吸收带高于3000cm-1可能有不饱和键，需要进一步看1650cm-11610cm-1 判断是否有双键存在。B. 1600cm-1、1500cm-1的中强谱带通常表示芳环的存在，芳环上有极性取代基时，芳环骨架振动变为强谱带。C. 1600cm-1 1610cm-1表示双键的存在，无此谱带时双键仍可能存在。D. 3250cm-1的中强谱带和2210cm-1的弱谱带，以及另一个中强谱带出现在2115cm-1时，表示有三键存在，无此谱带时三键仍可能存在。如确定了化合物是不饱和的，可以在909 cm-1 650cm-1处找到取代基的位置。,碳氢振动类型（饱和型）A. 若C-H伸缩振动带低于3000

6、cm-1 ，则碳原子是饱和的。需要确 定甲基和亚甲机基的存在。B. 1445cm-1吸收带表示CH3 的存在。1470cm-1 则表示CH2的存在，但 有时1445cm-1也表示CH2。C. 1375cm-1吸收带表示C-CH3的存在,利用特征频率表可以确定C-CH3的种类。D. 若只有CH2振动谱带而无C-CH3谱带则应考虑环状化合物存在的可能。E. 若CH2和CH3谱带都在，又无双键和三键，则可认为是饱和脂肪 化合物，725cm-1的峰表示碳链的个数大于4。,OH振动类型先由OH伸缩振动考察A. 在3700cm-12500cm-1区，若OH伸缩在3600cm-13700cm-1出现， 则是

7、游离的羟基，若在3300cm-1出现较宽的吸收，则是缔合的羟基。B. 除缔合的羟基在3300cm-1出现较宽的吸收，另一强吸收C-O在1050cm-1，又在950cm-1出现一较宽的OH面外弯曲振动，是醇类。C. 除缔合的羟基在3300cm-1出现较宽的吸收，另一中强吸收在1250cm-1，并在3020cm-1有苯环的振动，又在1600cm-11500cm-1有骨架振动，则为酚。D. 除缔合的羟基在3300cm-1 2500cm-1区出现较宽的吸收，在1700 cm-1强峰，在1300 2500cm-1有C-O吸收，在920cm-1有羟基面外振动，则为酸类。,羰基振动类型 醛羰基在1690cm

8、-1 1740cm-1区是最强的吸收峰，特征峰在2820cm-1和2740cm-1左右的双峰。芳香醛：若在1690cm-1为第一强峰，2800cm-1为一中强峰， 在3020cm-1有苯环的C-H伸缩振动，在1600cm-1、 1500cm-1有 中强吸收，在1030cm-1、 1270cm-1有C-O-C吸收，则为芳香醛。脂肪醛：若在1740cm-1为第一强峰， 2730cm-1为一中强峰， 2960、2850cm-1有强吸收，1600cm-1 、1500cm-1无吸收，则是 脂肪醛类。,酮类的羰基特征吸收在1690cm-11730cm-1，酮的特征吸收带在1250cm-1 1150cm-1

9、A. 若在1715cm-1有第一强吸收，在1150cm-1有中强吸收，有CH3、 CH2吸收，则为脂肪酮。B. 若在1690cm-1有第一强吸收，在1250cm-1有中强吸收，而在 3040cm-1有若的苯环伸缩振动，1600cm-1、1500cm-1有弱的苯 环吸收，则可知是芳香酮。,酸类的羰基吸收带出现在1690cm-11710cm-1， 酸类的特征吸收带在2500cm-1 2000cm-1有一系列明显的小峰，1420cm-1为羟基变形振动，930 cm-1为面外弯曲振动，1300cm 1200cm 1为羟基与碳氧的偶合强吸收。脂肪酸:羰基吸收在1700cm-1 1725cm1,有饱和碳

10、氢振动的特征吸收。芳香酸：羰基吸收在1690cm-1 1700cm1,有不饱和 碳氢振动的特征吸收。,酯类的羰基吸收带出现在1690cm-11740cm-1，酯 类的特征吸收带在1250cm-1 1280cm-1有一系列 明显的强吸收带。脂肪酯: 无苯环特征，羰基出现在1740cm-1左右，又分别在2980cm-1 、2880cm-1有乙氧基和甲氧基，醚键吸收带在1470cm-1 ，酯峰在1180cm-1 。B. 芳香酯：芳香酯羰基吸收,除了水杨酸外,在1735cm-1 1715cm-1、1580cm-1 、1500cm-1 苯环的骨架振动，醚键吸收带在1280cm-1 ，酯峰在1140cm-

11、1 ，909 660cm-1有苯环取代强峰。,酸酐类的羰基吸收出现在1820及1760cm-1两处， 醚键在1050cm-1处，另有950 900cm-1中强峰是 与羰基相连的碳氧吸收。A.脂肪酸酐：羰基出现在1820及1760cm-1且强度相等，醚键 在1050cm-1，950cm-1是酸酐的中强吸收，无苯环的特征。B.芳香酸酐：羰基出现在1820及1760cm-1且强度相差较大， 强醚键在1250cm-1，1150cm-1是醚键的中强吸收，酸酐的 另一特征在900cm-1，还要有苯环的特征。,酰氯的羰基出现在1810cm-11790cm-1（脂肪），碳氧振动出现在965920cm-1 ，1

12、770cm-1 1740cm-1(芳香)，1700cm-1有弱吸收，890cm-1为C-CL伸缩振动，碳氧振动出现在890850cm-1。酰氨的羰基出现在1650cm-1，3320cm-1、3050 cm-1为酰氨的-NH伸缩振动，1260cm-1则为NH的弯曲振动， 1510cm-1、1380cm-1为NH的弯曲振动。,氨基化合物在3500cm-13300cm-1两个吸 收峰为伯氨，有一个吸收峰为仲氨。,A.脂肪氨: 除了上述NH伸缩振动外,另有烷烃特征,1640cm-1是NH2 的伸缩振动,1150cm-1为C-N的伸缩振动，另有900cm-1 800cm-1 的宽峰。B.芳香氨：除了上述

13、氨基化合物的特征外，还有苯环的特征，C- N的伸缩振动则在1250cm-11360cm-1，1620cm-1为NH2的变形， 900cm-1为NH2的弯曲振动，为C-N的振动。,硝基化合物的特征吸收在1560cm-1和1350 cm-1的强吸收是C-NO2的伸缩振动。,A.脂肪族硝基化合物：除了有甲基、乙基的特征外，还有1560 cm-1 和1370cm-1的强吸收是C-NO2的伸缩振动。B.芳香族硝基化合物：除了有上述的C-NO2外，还应有苯环的骨架振 动。,有机化合物红外光谱的粗分类,在30002900cm-1范围内有最强吸收带的多属于饱和烷烃化合物。在1800 1700cm-1范围内有最

14、强吸收带的多属于酯类、有机酸类化合物。在1700cm-1以上，有最强吸收的多属于醛、酮、酸类。在1700 1550cm-1范围内有最强吸收带的多属于酰氯类化合物。在1300 1200cm-1范围内有最强吸收带的多属于芳香醚、含氟类化合物。在1150 1000cm-1范围内有最强吸收带的多属于脂肪醚、醇类、有机硅化合物。,实例分析,波数cm-1 归属2994 CH3 CH21731 C=O1448 CH3+CH21338 CH31242 1149 COO+OCH 989 烷基特征,谱峰归属,谱峰归属,波数cm-1 归属 2C=O =CH2956 CH32848 CH21729 C=O1600 1580 1489 C=C CH3+CH2 =C-O-C1193 1125 1076 =C-O-C746 4环,