§

3.2各類有機化合物的紅外吸收光譜特征區與指紋區特征區：4000~1300cm-1(2.5~7.69μm)該區是進行官能團定性的主要依據指紋區：1300~400cm-1(7.69~25μm)包括：單鍵的伸縮振動；多數基團的彎曲振動查找相關吸收峰典型紅外吸收光譜脂肪烴類化合物芳香烴類化合物醇、酚、醚類化合物羰基化合物含氮有機化合物3.2.1

脂肪烴類化合物烷烴烯烴炔烴烷烴C-H伸縮振動：nC-H接近但低于3000cm-1(飽和)異丙基分裂：有相鄰甲基存在時，dsCH3分裂為

雙峰，且隨相鄰甲基數的增多，裂距增大的現象。伸縮振動彎曲振動對稱伸縮振動ns不對稱伸縮振動nas面內彎曲振動b面外彎曲振動g變形振動剪式振動d面內搖擺振動r面外搖擺振動w蜷曲振動t對稱變形振動ds不對稱變形振動das振動形式(mode

ofvibration)2,4-二甲基戊烷(a)、2,4,4-三甲基戊烷(b)的紅外光譜等強度裂分為~

1385cm-1和~

1375cm-1雙峰C

(CH

3

)2ds不等強度裂分為~

1395cm-1和~

1365cm-1雙峰-C

(CH

3

)3dsnas-1CH3~2962cm

(vs)>nasCH2-1

s -1

s -1~2926cm (s)>

n

CH3~2872cm

(vs)>n

CH2~2853cm

(s)dasCH3+dCH2nC-H3000~2850cm-1(s)烯烴n=C-H3100~3000cm-1(m)nC=C1670~1620cm-1(w)g=C-H1000~650cm-1(s)>3000cm-1(不飽和)2,4,4-三甲基戊烯-1(c)的紅外光譜n=C-HnC=Cg=C-H確定取代位置及構型炔烴n≡C-H3333~3267cm-1(s，尖)nC≡C2260~2100cm-1(w,尖)己炔-1(d)的紅外光譜n”C-HnC”CCH

2CH

3das+d

1460n

asCH

32960n

asCH

22925n

sCH

32870n

sCH

228501390CH

3ds7232rCH~

3000n=CHnC

=C

~

16501000g=CH9122g=CH3300n”CHnC

”C

~

22001238b”CH3.2.2

芳香烴類化合物nC-H

3100~3000cm-1(w~m，通常有幾個峰)nC=C

~1600cm-1,~1580cm-1

(雙峰),~1500cm-1

(s),~1450cm-1

→鑒定有無芳環存在gC-H910~665cm-1(s)，→確定芳環取代情況及鑒定芳環存在bC-H1250~1000cm-1(w)，易受干擾泛頻峰：2000~1667cm-1(vw)gC-H的倍頻峰和合頻峰，常與gC-H峰聯用來鑒別芳環的取代情況。nΦ-HnC=C~1600,~1500gΦ-H泛頻峰gC=C共軛：~1600cm-1,~1580cm-1,~1500cm-1,~1450cm-1(雙峰)取代芳烴γΦH與γC=C①兩個取代基不同時有此峰單取代:5H770~730二取代:4H900~735三取代:3H890~750四取代:2H860~800五取代:1H900~860cm-1環折疊振動(ring

puckeringvibration)：gC=C

760~665cm-1強度相近雙峰gF-H

(鄰)743(單峰)gF-H

(對)792(單峰)泛頻峰gF-H

(間)767,~

850gC

=C(間)692取代苯的泛頻峰圖示單取代雙取代鄰間對3.2.3

醇、酚、醚類化合物醇與酚都具有nOH

及nC-O峰，酚具有苯環特征醚不具有nOH峰，是醚與醇類的主要區別特征吸收：nC-O-C1150~1070cm-1(s)nOHnC-OnC-OnOHnC-OnCH3.2.4

羰基化合物酮醛酰氯羧酸及其鹽酯酸酐酰胺酮甲乙酮的紅外光譜nC=OnC=O~1715cm-1(s，基準值)共軛效應：向低頻位移a,b-不飽和酮1685~1665cm-1(s)nC=O(cm-1)

1715

1685

1680環張力效應：環張力↑→吸收峰向高頻位移1665nC=O(cm-1)1815

1780174517151705丙醛的紅外光譜nC=O醛nC=O~1725cm-1(s，基準值)醛類化合物鑒別的特征峰：nCH(O)~2820cm-1、~2720cm-1

(尖)雙峰(Fermi共振)nCH(O)(雙峰)酰氯nC=O丙酰氯的紅外光譜nC=O~1800cm-1(s，基準值)羧酸及其鹽nOH3400~2500cm-1游離nOH~3550cm-1(尖銳)締合nOH3400~2500cm-1

(寬散)，中心在~3000cm-1nC=O1740~1650cm-1羧酸的羰基峰強度比酮大得多，且峰形較鈍gOH955~915cm-1

(二聚體)→確認-COOH羧酸鹽：nas1610~1550cm-1(s);ns1440~1360cm-1(m)苯甲酸鈉的紅外光譜酯nC=O~1735cm-1(s，基準值)乙酸乙酯的紅外光譜nasC-O-CnC=OnsC-O-C酸酐1850

~

1800cm-（1

強）1780

~

1740cm-（1

較強）C

=OC

=On

sn

asnC

=O（酸酐）fi

雙峰丁酸酐的紅外光譜nC=O(雙峰)酰胺nNH3500~3100cm-1(s)NHnC=O1680~1630cm-1(s)（酰胺譜帶Ⅰ）b

1670~1510cm-1

（酰胺譜帶Ⅱ）苯甲酰胺的紅外光譜nNH

(伯酰胺雙峰)bNHnC=O伯酰胺：雙峰仲酰胺：尖銳單峰叔酰胺：無nNH

峰3.2.5

含氮有機化合物胺及其鹽硝基化合物腈類化合物胺類：（比烷烴增加了N-H的伸縮振動和彎曲振動)N（7號元素），比C（6號元素）電負性大，N-H的強度較C-H鍵稍強，鍵的力常數K稍大，其振動頻率比相應的C-H為高。3300~3400cm—1

N-H的伸縮振動（C-H左側）1600

cm—1N-H剪式振動；720cm—1

（C-H左側）N-H面內搖擺。胺及其鹽胺鹽：

NH3

~2200cm-1(s，寬)合頻振動譜帶2800~2000cm-1(w~m,寬,精細結構)NH3

~1500cm-1(m~s)；

C-N1400~1300cm-1(m)nNH3500~3300cm-1(m)伯胺：雙峰(~3500,~3400)仲胺：單峰3~300叔胺：無nNH

峰正己胺(a)及其鹽酸鹽(b)的紅外光譜nNH(伯胺雙峰)NH3n

+(寬)dasNH3+dNHnC-NnC-NdsNH

+3gNHnCH3dasCH3dsCH3硝基化合物對硝基苯甲醛的紅外光譜nC=OnasNO2

nsNO2nCH(O)(雙峰)nasNO21590~1500cm-1(vs)nsNO21390~1330cm-1(vs)nC-HnC=C腈類化合物對甲基苯甲腈的紅外光譜nC≡N2260~

2215cm-1(w~m)nC-HnC=CgC-HdCH3nCH3nC≡NgC=C§3.3紅外光譜儀3.3.13.3.23.3.3光柵型紅外光譜儀傅立葉變換紅外光譜儀紅外光譜儀的性能紅外光譜儀的發展發展階段單色器特

點第一代巖鹽棱鏡易吸潮損壞,分辨率低第二代衍射光柵掃描速度慢,靈敏度較低第三代Michelson干涉儀分辨率高,掃描速度極快3.3.1

光柵型紅外光譜儀輻射源(光源)色散元件檢測器吸收池硅碳棒(Golbar)能斯特燈(Nernst

glower)陶瓷棒(Penkin-Elemr)衍射光柵真空熱電偶溫差→電位差氣體池液體池3.3.2

傅立葉變換紅外光譜儀輻射源單色器檢測器計算機系統(Forurier

transform

infrared

spectrophotometor;

FT-IR)硅碳棒能斯特燈邁克爾遜(Michelson)干涉儀熱電型(如TGS)光電導型(如MCT)傅立葉轉換計算干涉圖→紅外光譜圖傅里葉變換紅外光譜儀結構框圖光源干涉儀

樣品室檢測器顯示器繪圖儀計算機干涉圖光譜圖FTS傅里葉變換紅外光譜儀工作原理圖3.3.3

紅外光譜儀的性能分辨率波數的準確度波數的重復性透光率或吸光度的準確度與重復性Dl

/l或Dn

/n儀器所測波數與文獻值之差儀器多次重復測量同一樣品,所得最大峰位與最小峰位值之差§3.4紅外吸收光譜分析3.4.1試樣的制備3.4.2紅外光譜解析方法3.4.1

試樣的制備樣品制備要求樣品純度>98%樣品應不含水分薄膜法糊膏法(漿糊法)壓片法液體池法夾片法及涂片法固體試樣的制備液體試樣的制備3.4.2

紅外光譜解析方法樣品的來源及性質來源、純度、灰分物理化學常數分子式：計算不飽和度紅外光譜定性鑒別方法已知化合物標準品對照標準光譜對照2.

新化合物→綜合解析不飽和度U=1/2[∑ni(νi-2)+2]ni第i個元素的原子數目;νi第i個元素的化合價U=0→鏈狀飽和脂肪族U=1→一個雙鍵/一個飽和環狀結構U=2→一個叁鍵/兩個雙鍵/一個雙鍵+一個脂環U=4→一個苯環紅外光譜解析方法解析紅外光譜三要素：峰位、峰強及峰形官能團與特征頻率的相關關系遵循用一組相關峰確認一個官能團的原則解析程序：四先、四后、相關法先查特征區，后查指紋區先最強峰，后次強峰先粗查，后細找先否定，后肯定5.不是所有的吸收峰都能找到其歸屬的紅外光譜nasCH3nsCH3dasCH3dsCH3nC-CnC-O(叔醇)CCH3OHCH3H3C1.

不飽和度

U=

2+2×4-10

=0

→飽和脂肪族2nOH(締合)特征區第一強峰特征區第二強峰nOH

、nNHC4H10O

-C(CH3)310

10C

H O4的紅外光譜2