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紅外光譜分析紅外吸收光譜法(編輯修改稿)

2026-02-18 00:17 本頁面

　

【文章內容簡介】特征區第二強峰、第三強峰，方法同上。對于簡單的光譜，一般解析一、兩組相關峰即可確定未知物的分子結構。對于復雜化合物的光譜由于官能團的相互影響，解析困難，可粗略解析后，查對標準光譜或進行綜合光譜解析。舉例：例：由元素分析某化合物的分子式為 C4H6O2，測得紅外光譜如圖，試推測其結構。解：由分子式計算不飽和度 U = 4－ 6/2＋ 1= 2 特征區： 3 070cm1有弱的不飽和 C— H伸縮振動吸收，與 1 650cm1的 vc=c 譜帶對應表明有烯鍵存在，譜帶較弱，是被極化了的烯鍵。 1 765cm1強吸收譜帶表明有羰基存在，結合最強吸收譜帶 1 230cm1和 1 140cm1的 COC吸收應為酯基。這個化合物屬不飽和酯，根據分子式有如下結構：（ 1） CH2=CH－ COO－ CH3 丙烯酸甲酯（ 2） CH3－ COO－ CH=CH2 醋酸乙烯酯這兩種結構的烯鍵都受到鄰近基團的極化，吸收強度較高。普通酯的 vC=O在 1 745cm1附近，結構（ 1）由于共軛效應vC=O頻率較低，估計在 1700cm1左右，且甲基的對稱變形振動頻率在 1 440cm1處，與譜圖不符。譜圖的特點與結構（ 2）一致， vC=O頻率較高以及甲基對稱變形振動吸收向低頻位移（ 1 365cm1），強度增加，表明有 CH3COC－結構單元。vsCOC升高至 1 140cm1處。且強度增加，表明不飽和酯。指紋區： δ=CH 出現在 955和 880cm1，由于烯鍵受到極化，比正常的乙烯基 δ =CH位置（ 990和 910cm1）稍低。由上圖譜分析，化合物的結構為（ 2），可與標準圖譜對照三 . 影響基團頻率位移的因素影響基團頻率位移的因素大致可分為內部因素和外部因素。內部因素有以下幾種： 1. 外部因素試樣狀態、測定條件的不同及溶劑極性的影響等外部因素都會引起頻率位移。一般氣態時 C=O伸縮振動頻率最高，非極性溶劑的稀溶液次之，而液態或固態的振動頻率最低。同一化合物的氣態和液態光譜或固態光譜有較大的差異，因此在查閱標準圖譜時，要注意試樣狀態及制樣方法等。 2. 內部因素（ 1）電子效應（ i）誘導效應（ I效應）。由于取代基具有不同的電負性，通過靜電誘導作用，引起分子中電子分布的變化，從而改變了鍵力常數，使基團的特征頻率發生位移。例如，羰基（ C = O）的伸縮振動，隨著連接基團電負性的變化， C=O的伸縮振動頻率變化情況如下 R C Cl FR 39。Oδ+δCROClCOCl COF 1 715cm1 1 800cm1 1 828cm1 1 928cm1 （ ii）共軛效應（ C效應）。共軛效應使共軛體系中的電子云密度平均化，結果使原來的雙鍵略有伸長（即電子云密度降低），力常數減小，使其吸收頻率往往向低波數方向移動。例如酮的 C=O，因與苯環共軛而使 C=O的力常數減小，振動頻率降低。 R COCORR CO 1 715cm1 1 680cm1 1 665cm1 （ iii）中介效應（ M效應）。當含有孤對電子的原子（ O、 N、 S等）與具有多重鍵的原子相連時，也可起類似的共軛作用，成為中介效應。例如，酰胺 R NH 2CO 1 650cm1 R COO R39。1 735cm1 （ 2）氫鍵的影響 R COOH （游離） R CO . . . . . .H OCO . . . . . .H OR ( 二聚體) 氫鍵的形成使電子云密度平均化，從而使伸縮振動頻率降低。 1 760cm1 1 700cm1 （ 3）振動偶合當兩個振動頻率相同或相近的基團相鄰并具有一公共原子時，由于一個鍵的振動通過公共原子使另一個鍵的長度發生改變，產生一個 “ 微擾 ” ，從而形成了強烈的振動相互作用。其結果是使振動頻率發生變化，一個向高頻移動，一個向低頻移動，譜帶裂分。 CCOOORRCCOOORR ~1 820cm1 ~1 760cm1 （ 4） Fermi共振當一振動的倍頻與另一振動的基頻接近時，由于發生相互作用而產生很強的吸收峰或發生裂分，這種現象叫 Fermi共振。 C O C I C O1 773cm1和 1 736 cm1出現兩個 C=O吸收峰。其它影響因素還有空間效應、環的張力等，第二節紅外光譜儀器及樣品制備一、紅外分光光度計的結構及工作原理色散型紅外分光光度計紫外分光光度計基本部件光源單色器樣品室檢測器紅外分光光度計基本部件光源單色器樣品室檢測器 (1)光

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