紅外光譜指紋區(qū)(1300~400cm-1,7.69~ 25微米)吸收峰的特征性強(qiáng),可用于區(qū)別不同化合物結(jié)構(gòu)上的微小差異。猶如人的指紋,故稱為指紋區(qū)。指紋區(qū)的紅外吸收光譜很復(fù)雜,能反映分子結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化。常見(jiàn)的紅外吸收光譜如下圖所示:
這個(gè)區(qū)域的振動(dòng)類型復(fù)雜而且重疊,特征性差,但對(duì)分子結(jié)構(gòu)的變化高度敏感,只要分子結(jié)構(gòu)上有微小的變化,都會(huì)引起這部分光譜的明顯改變。下圖所示為常見(jiàn)官能團(tuán)的基團(tuán)吸收峰位置:
解析區(qū)間
(1)根據(jù)分子式計(jì)算不飽和度公式:不飽和度 Ω=n4+1+(n3-n1)/2 其中:n4:化合價(jià)為4價(jià)的原子個(gè)數(shù)(主要是C原子), n3:化合價(jià)為3價(jià)的原子個(gè)數(shù)(主要是N原子), n1:化合價(jià)為1價(jià)的原子個(gè)數(shù)(主要是H,X原子)
(2)分析3300~2800cm-1區(qū)域C-H伸縮振動(dòng)吸收;以3000 cm-1為界:高于3000cm-1為不飽和碳C-H伸縮振動(dòng)吸收,有可能為烯,炔,芳香化合物;而低于3000cm-1一般為飽和C-H伸縮振動(dòng)吸收;如下圖細(xì)分:
(3)若在稍高于3000cm-1有吸收,則應(yīng)在2250~1450cm-1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 cm-1, 烯:1680~1640 cm-1 芳環(huán):1600,1580,1500,1450 cm-1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1000~650cm-1的頻區(qū),以確定取代基個(gè)數(shù)和位置(順、反,鄰、間、對(duì));
(4)碳骨架類型確定后,再依據(jù)官能團(tuán)特征吸收,判定化合物的官能團(tuán);
(5)解析時(shí)應(yīng)注意把描述各官能團(tuán)的相關(guān)峰聯(lián)系起來(lái),以準(zhǔn)確判定官能團(tuán)的存在,如2820,2720和1750~1700cm-1的三個(gè)峰,說(shuō)明醛基的存在。
例子1:
例子2:
健值心法口訣
1.烷烴:C-H伸縮振動(dòng)(3000-2850cm-1)C-H彎曲振動(dòng)(1465-1340cm-1) 一般飽和烴C-H伸縮均在3000cm-1以下,接近3000cm-1的頻率吸收。
2.烯烴:烯烴C-H伸縮(3100~3010cm-1),C=C伸縮(1675~1640 cm-1),烯烴C-H面外彎曲振動(dòng)(1000~675cm-1)。
3.炔烴:炔烴C-H伸縮振動(dòng)(3300cm-1附近),三鍵伸縮振動(dòng)(2250~2100cm-1)。
4.芳烴:芳環(huán)上C-H伸縮振動(dòng)3100~3000cm-1,C=C 骨架振動(dòng)1600~1450cm-1,C-H面外彎曲振動(dòng)880~680cm-1。
芳烴重要特征:在1600,1580,1500和1450cm-1可能出現(xiàn)強(qiáng)度不等的4個(gè)峰。C-H面外彎曲振動(dòng)吸收880~680cm-1,依苯環(huán)上取代基個(gè)數(shù)和位置不同而發(fā)生變化,在芳香化合物紅外譜圖分析中,常用判別異構(gòu)體。
5.醇和酚:主要特征吸收是O-H和C-O的伸縮振動(dòng)吸收, 自由羥基O-H的伸縮振動(dòng):3650~3600cm-1,為尖銳的吸收峰, 分子間氫鍵O-H伸縮振動(dòng):3500~3200cm-1,為寬的吸收峰; C-O 伸縮振動(dòng):1300~1000cm-1,O-H 面外彎曲:769-659cm-1
6.醚特征吸收:1300~1000cm-1 的伸縮振動(dòng), 脂肪醚:1150~1060cm-1 一個(gè)強(qiáng)的吸收峰 芳香醚:1270~1230cm-1(為Ar-O伸縮),1050~1000cm-1(為R-O伸縮)
7.醛和酮:醛的特征吸收:1750~1700cm-1(C=O伸縮),2820,2720cm-1(醛基C-H伸縮) 脂肪酮:1715cm-1,強(qiáng)的C=O伸縮振動(dòng)吸收,如果羰基與烯鍵或芳環(huán)共軛會(huì)使吸收頻率降低
8.羧酸:羧酸二聚體:3300~2500cm-1 寬而強(qiáng)的O-H伸縮吸收1720~1706cm-1 C=O伸縮吸收1320~1210cm-1 C-O伸縮吸收 , 920cm-1 成鍵的O-H鍵的面外彎曲振動(dòng)
9.酯:飽和脂肪酸酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收譜帶:1750~1735cm-1區(qū)域 飽和酯C-O譜帶:1210~1163cm-1 區(qū)域?yàn)閺?qiáng)吸收
10.胺:N-H 伸縮振動(dòng)吸收3500~3100cm-1;C-N 伸縮振動(dòng)吸收1350~1000cm-1; N-H變形振動(dòng)相當(dāng)于CH2的剪式振動(dòng)吸收:1640~1560cm-1;面外彎曲振動(dòng)吸收900~650cm-1.
11.腈:三鍵伸縮振動(dòng)區(qū)域,有弱到中等的吸收脂肪族腈 2260-2240cm-1 芳香族腈 2240-2222cm-1
12.酰胺:3500-3100cm-1 N-H伸縮振動(dòng)
1680-1630cm-1 C=O 伸縮振動(dòng)
1655-1590cm-1 N-H彎曲振動(dòng)
1420-1400cm-1 C-N伸縮
13.有機(jī)鹵化物:脂肪族C-X 伸縮: C-F1400-730 cm-1,C-Cl 850-550cm-1 ,C-Br 690-515cm-1,C-I 600-500 cm-1
能譜科技作為的紅外光譜儀制造商,生產(chǎn)的iCAN9傅立葉紅外光譜儀具有先進(jìn)的紅外光源系統(tǒng)、穩(wěn)定的光學(xué)系統(tǒng)、高性能的電子系統(tǒng)、人性化的操作系統(tǒng)、防潮處理、豐富的擴(kuò)展性等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、高校、環(huán)保等領(lǐng)域,得到了廣大用戶的好評(píng)。使用iCAN9傅里葉變換紅外光譜儀,搭載自主研發(fā)的ATR附件,輕松滿足企業(yè)檢測(cè)要求,我們的產(chǎn)品可以成為企業(yè)實(shí)驗(yàn)室的得力幫手。
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