红外图谱
分析
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方法[1]
红外光谱图解析
一、分析红外谱图
(1)首先依据谱图推出化合物碳架类型,根据分子式计算不饱和度。
公式:不饱和度,F+1+(T-O)/2
其中:
F:化合价为4价的原子个数(主要是C原子);
T:化合价为3价的原子个数(主要是N原子);
O:化合价为1价的原子个数(主要是H原子)。
F、T、O分别是英文4,3 1的首字母,这样记起来就不会忘了
举个例子:例如苯(C6H6),不饱和度,6+1+(0-6)/2,4,3个双键加一个环,正好为4个不饱和度。
(2)分析3300~2800cm^-1区域C-H伸缩振动吸收,以3000 cm^-1为界,高于3000cm^-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收,有可能为烯、炔、芳香化合物吗,而低于3000cm^-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。
(3)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,其中:
炔 — 2200~2100 cm^-1
烯 — 1680~1640 cm^-1
芳环 — 1600、1580、1500、1450 cm^-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)。
(4)碳骨架类型确定后,再依据其他官能团,如 C=O,O-H,C-N 等特征吸收来判定化合物的官能团。
(5)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。解析的过程基本就是这样吧,至于制样以及红外谱图软件的使用,一般的有机实验书上都有比较详细的介绍的。 二、记住常见常用的健值
1.烷烃
-13000-2850 cm C-H伸缩振动
-11465-1340 cm C-H弯曲振动
-1-1一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm 以下,接近3000 cm 的频率吸收。 2.烯烃
-13100~3010 cm 烯烃C-H伸缩
-11675~1640 cm C=C伸缩
烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675cm^1)。
3.炔烃
-12250~2100 cm C?C伸缩振动
-13300 cm 附近 炔烃C-H伸缩振动
4.芳烃
-13100~3000 cm 芳环上C-H伸缩振动
-11600~1450 cm C=C 骨架振动
-1880~680 cm C-H面外弯曲振动)
-1芳香化合物重要特征:一般在1600,1580,1500和1450 cm 可能出现强度不等的4
个峰。
-1880~680 cm ,C-H面外弯曲振动吸收,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,常常用此频区的吸收判别异构体。 5.醇和酚
主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收。
-13650~3600 cm 自由羟基O-H的伸缩振动,为尖锐的吸收峰
-13500~3200 cm 分子间氢键O-H伸缩振动,为宽的吸收峰
-11300~1000 cm C-O 伸缩振动
-1769-659 cm O-H 面外弯曲
6.醚
-11300~1000 cm 伸缩振动(特征吸收)
-11150~1060 cm 一个强的吸收峰——脂肪醚
-11270~1230 cm (为Ar-O伸缩);
-11050~1000 cm (为R-O伸缩)——芳香醚的两个C-O伸缩振动吸收 7.醛和酮
-11750~1700 cm 醛基C=O伸缩 (特征吸收) ——醛
-12820,2720 cm 醛基C-H伸缩 ——醛
-11715 cm (强峰) 酮基C=O伸缩振动 ——脂肪酮,如果羰基与烯键或芳环
共轭会使吸收频率降低
8.羧酸
-13300~2500 cm (宽&强) O-H伸缩吸收
-11720~1706 cm C=O 吸收
-11320~1210 cm C-O伸缩
-1920 cm 成键的O-H键的面外弯曲振动 ——羧酸二聚体 9.酯
-11750~1735 cm 饱和脂肪族酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带
-11210~1163 cm 饱和酯C-C(=O)-O谱带 (为强吸收) 10.胺:
-13500~3100 cm N-H 伸缩振动吸收
-11350~1000 cm C-N 伸缩振动吸收,N-H变形振动相当于CH的剪式振动方式,2其吸收带在
-1-11640~1560 cm 面外弯曲振动在900~650 cm 。 11.腈;腈类的光谱特征
三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收。
-12260-2240 cm 脂肪族腈
-12240-2222 cm 芳香族腈
12.酰胺
-13500-3100 cm N-H伸缩振动
-11680-1630 cm C=O 伸缩振动
-11655-1590 cm N-H弯曲振动
-11420-1400 cm C-N伸缩
13.有机卤化物
C-X 伸缩,脂肪族
-1-1-1-11400-730 cm :C-F;850-550 cm :C-Cl;690-515 cm :C-Br;600-500 cm :C-I
Characteristic Infrared Absorption Frequencies(特征红外吸收频率)
Bond Compound Type Frequency range / cm-1 C-H Alkanes 2960-2850(s) stretch
1470-1350(v) scissoring and bending
CH Umbrella Deformation 1380(m-w) - Doublet - isopropyl, t-butyl 3
C-H Alkenes 3080-3020(m) stretch
1000-675(s) bend C-H Aromatic Rings 3100-3000(m) stretch
Phenyl Ring Substitution Bands870-675(s) bend
Phenyl Ring Substitution 2000-1600(w) - fingerprint region
Overtones
C-H Alkynes 3333-3267(s) stretch
700-610(b) bend C=C Alkenes 1680-1640(m,w) stretch C?C Alkynes 2260-2100(w,sh) stretch C=C Aromatic Rings 1600, 1500(w) stretch C-O Alcohols, Ethers, Carboxylic 1260-1000(s) stretch
acids, Esters
C=O Aldehydes, Ketones, Carboxylic 1760-1670(s) stretch
acids, Esters
O-H Monomeric -- Alcohols, Phenols 3640-3160(s,br) stretch
Hydrogen-bonded -- Alcohols, 3600-3200(b) stretch
Phenols
Carboxylic acids 3000-2500(b) stretch N-H Amines 3500-3300(m) stretch
1650-1580 (m) bend C-N Amines 1340-1020(m) stretch C?N Nitriles 2260-2220(v) stretch
NO2 Nitro Compounds 1660-1500(s) asymmetrical stretch
1390-1260(s) symmetrical stretch