波谱第五次作业-红外光谱解析的一般步骤

简要叙述红外光谱解析的一般步骤一、计算不饱和度（1）不饱和度公式：不饱和度Ω=n4+1+（n3-n1）/2其中：n4：化合价为4价的原子个数（主要是C原子），n3：化合价为3价的原子个数（主要是N原子），n1：化合价为1价的原子个数（主要是H，X原子）。（2）若分子中存在氧，不能使用此公式。因为氧可以与C形成双键，也可以插在C-H之间，并不占具价电子个数。二、根据未知物的红外光谱图找出化合物碳链骨架（1）分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收以3000cm-1为界限：高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物等；低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。（2）若在稍高于3000cm-1有吸收，则应在2250~1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰（3）其中2500~2000cm-1、为叁键和累积双键（-C≡C-、-C≡N-、-C＝C＝C-、-N＝C＝O-、-N＝C＝S-等）的伸缩振动区，炔：2200~2100cm-1（4）2000~1500cm-1、为双键伸缩振动区，主要有羰基（C=O）吸收、碳碳双键（C=C）吸收、苯环的骨架振动及C=NN=O等基团的吸收，烯：1680~1640cm-1（5）芳环：1600、1580、1500、1450cm-1。若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm-1的频区，以确定取代基个数和位置（顺、反，邻、间、对）。三、判定化合物的官能团（1）碳骨架类型确定后，再依据官能团特征吸收，判定化合物的官能团。1、烷烃：C-H伸缩振动（3000-2850cm-1）C-H弯曲振动（1465-1340cm-1）一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的频率吸收。2、烯烃：烯烃C-H伸缩（3100~3010cm-1），C=C伸缩（1675~1640cm-1），烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm-1）。3、炔烃：炔烃C-H伸缩振动（3300cm-1附近），三键伸缩振动（2250~2100cm-1）。4、芳烃：芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1，C=C骨架振动1600~1450cm-1，C-H面外弯曲振动880~680cm-1。芳烃重要特征：在1600、1580、1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。C-H面外弯曲振动吸收880~680cm-1，依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化，在芳香化合物红外谱图分析中，常用判别异构体。5、醇和酚：主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收，自由羟基O-H的伸缩振动：3650~3600cm-1，为尖锐的吸收峰，分子间氢键O-H伸缩振动：3500~3200cm-1，为宽的吸收峰；C-O伸缩振动：1300~1000cm-1，O-H面外弯曲：769-659cm-16、醚特征吸收：1300~1000cm-1的伸缩振动，脂肪醚：1150~1060cm-1一个强的吸收峰芳香醚：1270~1230cm-1（为Ar-O伸缩），1050~1000cm-1（为R-O伸缩）7、醛和酮：醛的特征吸收：1750~1700cm-1（C=O伸缩），2820，2720cm-1（醛基C-H伸缩）脂肪酮：1715cm-1，强的C=O伸缩振动吸收，如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低8、羧酸：羧酸二聚体：3300~2500cm-1宽而强的O-H伸缩吸收1720~1706cm-1C=O伸缩吸收1320~1210cm-1C-O伸缩吸收，920cm-1成键的O-H键的面外弯曲振动9、酯：饱和脂肪酸酯（除甲酸酯外）的C=O吸收谱带：1750~1735cm-1区域饱和酯C-O谱带：1210~1163cm-1区域为强吸收10、胺：N-H伸缩振动吸收3500~3100cm-1；C-N伸缩振动吸收1350~1000cm-1；N-H变形振动相当于CH2的剪式振动吸收：1640~1560cm-1；面外弯曲振动吸收900~650cm-1、11、腈：三键伸缩振动区域，有弱到中等的吸收脂肪族腈2260-2240cm-1芳香族腈2240-2222cm-112、酰胺：3500-3100cm-1N-H伸缩振动1680-1630cm-1C=O伸缩振动1655-1590cm-1N-H弯曲振动1420-1400cm-1C-N伸缩13、有机卤化物：脂肪族C-X伸缩:C-F1400-730cm-1，C-Cl850-550cm-1，C-Br690-515cm-1，C-I600-500cm-1（2）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在，如2820，2720和1750~1700cm-1的三个峰，说明醛基的存在。（3）指纹区的一些谱带也能提拱很有用的信息。例如在900-650cm-1区，就可以确定（CH2）4的存在，双键取代程度、芳环取代位置等。