《有机波谱分析》PPT课件

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1、第三章红外光谱3.1基本原理3.1.1波长和波数电磁波的波长（）、频率（v）、能量（E）之间的关系：3.1.2近红外、中红外和远红外波段名称波长μ波数（cm-1）近红外0.75—2.513300－4000中红外2.5－254000－400远红外25－1000400－10红外光谱是研究波数在4000-400cm-1范围内不同波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。谱图以波长或波数为横坐标，以透光度为纵坐标而形成。透光度以下式表示：I：表示透过光的强度；I0：表示入射光的强度。3.1.3红外光谱的表示方法横坐标：波数()400～4000cm-1；表示

2、吸收峰的位置。纵坐标：透过率（T%），表示吸收强度。T↓，表明吸收的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带。3.1.4分子振动与红外光谱1.分子的振动方式(1)伸缩振动：(2)弯曲振动：值得注意的是：不是所有的振动都能引起红外吸收，只有偶极矩(μ)发生变化的，才能有红外吸收。H2、O2、N2电荷分布均匀，振动不能引起红外吸收。H―C≡C―H、R―C≡C―R，其C≡C（三键）振动也不能引起红外吸收。2.振动方程式（Hooke定律）式中：k—化学键的力常数，单位为N.cm-1μ—折合质量，单位为g力常数k：与键长、键能有关：键能↑（大），键长↓(短)，

3、k↑。化学键键长（nm）键能（KJmol-1）力常数k（N.cm-1）波数范围（cm-1）C―C0.154347.34.5700～1200C＝C0.134610.99.61620～1680C≡C0.116836.815.62100～2600折合质量μ：两振动原子只要有一个的质量↓，μ↓，(v)↑，红外吸收信号将出现在高波数区。一些常见化学键的力常数如下表所示：分子振动频率习惯以(波数)表示：由此可见：(v）∝k，(v)与μ成反比。吸收峰的峰位：化学键的力常数k越大，原子的折合质量越小，振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区(短波长区）；反之，出现在

4、低波数区(高波长区)结论：2.必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能产生红外吸收光谱。1.红外辐射光的频率与分子振动的频率相当，才能满足分子振动能级跃迁所需的能量，而产生吸收光谱。产生红外光谱的必要条件是：3.2各类有机化合物的红外特征吸收3.2.1.第一峰区（4000－2500cm-1）X－H伸缩振动吸收范围。X代表O、N、C、S，对应醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃及饱和烃类的O－H、N－H、C－H伸缩振动。1.O－H醇与酚：游离态－－3640～3610cm-1，峰形尖锐。缔合－－3300cm-1附近，峰形宽而钝羧酸：3300～2500

5、cm-1，中心约3000cm-1,谱带宽2.N－H胺类：游离——3500～3300cm-1缔合——吸收位置降低约100cm-1伯胺：3500，3400cm-1，（吸收强度比羟基弱）仲胺：3400cm-1（吸收峰比羟基要尖锐）叔胺：无吸收酰胺：伯酰胺：3350，3150cm-1附近出现双峰仲酰胺：3200cm-1附近出现一条谱带叔酰胺：无吸收3.C－H烃类：3300～2700cm-1范围，3000cm-1是分界线。不饱和碳（三键、双键及苯环）＞3000cm-1饱和碳（除三元环外）＜3000cm-1炔烃：～3300cm-1，峰很尖锐烯烃、芳烃：310

6、0～3000cm-1饱和烃基：3000～2700cm-1，四个峰－CH3：～2960（s）、～2870cm-1（m）－CH2－：～2925（s）、～2850cm-1（s）＞CH－：～2890cm-1醛基：2850～2720cm-1，两个吸收峰巯基：2600～2500cm-1，谱带尖锐，容易识别3.2.2.第二峰区（2500－2000cm-1）叁键、累积双键（－C≡C－、－C≡N、＞C＝C＝C＜、－N＝C＝O、－N＝C＝S）谱带为中等强度吸收或弱吸收。干扰少，容易识别。1.C≡C2280～2100cm-1乙炔及全对称双取代炔在红外光谱中观测不到。2

7、.C≡N2250～2240cm-1，谱带较C≡C强。C≡N与苯环或双键共轭，谱带向低波数位移20～30cm-1。3.2.3.第三峰区（2000－1500cm-1）双键的伸缩振动区。包括C＝O、C＝C、C＝N、N＝O，N－H1.C＝O1900～1650cm-1，峰尖锐或稍宽，其强度都较大。羰基的吸收一般为最强峰或次强峰。变化规律：酰卤：吸收位于最高波数端，特征，无干扰。酸酐：两个羰基振动偶合产生双峰，波长位移60～80cm-1。酯：脂肪酯－－～1735cm-1不饱和酸酯或苯甲酸酯－－低波数位移约20cm-1羧酸：～1720cm-1若在第一区约300

8、0cm-1出现强、宽吸收，可确认羧基存在。醛：在2850～2720cm-1范围有m或w吸收，出现1～2条谱带，结合此峰，可判断醛基存在。