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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.6,红外谱图解析,及应用,3.6.1,红外谱图解析的,基本步骤,：,1,.,计算不饱和度,2.,官能团的确定,(1500 cm,-1,),3.,指纹区确定细节（,1500,600 cm,-1,）,4.,核磁共振（,H,质子）,5.,综合以上分析提出化合物的可能结构,（一）鉴定已知化合物,：,1,.,观察特征频率区：,判断官能团，以确定所属化合物的类型。,2,.,观察指纹区：,进一步确定基团的结合方式。,3,.,对照标准谱图,验证。,2.,经元素分析,确定实验式,；,3.,有条件时可有,MS,谱测定相对分子量，,确定分子式,;,（二）测定未知化合物,：,1.,准备性工作：,了解试样的,来源、纯度、熔点、沸点,等；,5,.,按鉴定已知化合物的程序解析谱图。,4.,根据分子式,计算不饱和度,;,U,=1+n4+1/2(n3-n1),式中,n1,n3,和,n4,分别为分子式中 一价，三价和四价原子的数目。通常规定双键（,C=C,、,C=O,）和饱和环状结构的不饱和度为,1,，三键（,CC,、,CN,等）的不饱和度为,2,，苯环的不饱和度为,4,（可理解为一个环加三个双键）。链状饱和烃的不饱和度为零。,各官能团的特征吸收是解析谱图的基础,（,1,）首先依据谱图推出化合物碳架类型,（,2,）分析,3300 2800 cm,1,区域,C-H,伸缩振动吸收,以,3000 cm,1,为界,:,高于,3000 cm,1,为不饱和碳,C-H,伸缩振动吸收,可能为烯,炔,芳香化合物,低于,3000 cm,1,一般为饱和,C-H,伸缩振动吸收,(3),若在稍高于,3000 cm,1,有吸收,则应在,2250 1450 cm,1,频区,分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰,炔,2200 2100 cm,1,烯,1680 1640 cm,1,芳环,1600,1580,1500,1450 cm,1,烯或芳香化合物则应解析指纹区,1000 650 cm,1,频区,以确定取代基个数和位置,芳香族化合物的苯环骨架振动吸收在,1 620 1 470cm-1,之间，若在,160020,、,150025 cm-1,有吸收，确定化合物是芳香族。,(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,17501700 cm,1,的三个峰 说明醛基的存在,(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,1.,烷烃：,1.2853,2962cm,-1,C,H,伸缩振动；,2.1460cm,-1,、,1380cm,-1,C,H,（,CH,3,、,CH,2,）,面内弯曲振动,3.723cm,-1,C,H,(CH,2,),n,n,4,平面摇摆振动；若,n,4,吸,收峰将出现在,734,743cm,-1,处。,2,.,烯烃,1.3030cm,-1,=C,H,伸缩振动,；,2.,C,H,伸缩振动；,3.1625cm,-1,C,C,伸缩振动；,4.,C,H,（,CH,3,、,CH,2,）,面内弯曲振动；,二者的明显差异：,1,.,C,C,双键的伸缩振动吸收峰：,顺式,1650cm,-1,。,反式,与,CH,3,、,CH,2,的弯曲,振动接近。,2,.,C,H,的平面弯曲振动吸收峰位置：,顺式,700cm,-1,；,反式,965cm,-1,。,3.6.2,红外谱解析要点及注意事项,1.,红外吸收谱的三要素（位置、强度、峰形）,2.,同一基团的几种振动的相关峰是同时存在的,3.,红外谱图解析顺序,4.,标准红外谱图的应用,总的图谱解析可归纳为：先特征,，后指纹；先最强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先否定，后肯定。一抓一组相关峰。,光谱解析先从特征区第一强峰入手，确认可能的归属，然后找出与第一强峰相关的峰。第一强峰确认后，再依次解析特征区第二强峰、第三强峰，方法同上。对于简单的光谱，一般解析一、两组相关峰即可确定未知物的分子结构。对于复杂化合物的光谱由于官能团的相互影响，解析困难，可粗略解析后，查对标准光谱或进行综合光谱解析。,举例：,由元素分析某化合物的分子式为,C,4,H,6,O,2,，测得红外光谱如图,2.16,，试推测其结构。,3.6.3,红外光谱解析实例：,解：由分子式计算不饱和度,U,=4,6/2,1=2,特征区：,3 095cm,-1,有弱的不饱和,CH,伸缩振动吸收，与,1 649cm,-1,的,v,c,=c,谱带对应表明有烯键存在，谱带较弱，是被极化了的烯键。,1 762cm,-1,强吸收谱带表明有羰基存在，结合最强吸收谱带,1 217cm,-1,和,1 138cm,-1,的,C-O-,C,吸收应为酯基。,这个化合物属不饱和酯，根据分子式有如下结构：,（,1,）,CH,2,=CH,COO,CH,3,丙烯酸甲酯,（,2,）,CH,3,COO,CH=CH,2,醋酸乙烯酯,这两种结构的烯键都受到邻近基团的极化，吸收强度较高。,普通酯的,v,C,=O,在,1 745cm,-1,附近，结构（,1,）由于共轭效应,v,C,=O,频率较低，估计在,1700cm,-1,左右，且甲基的对称变形振动频率在,1 440cm,-1,处，与谱图不符。谱图的特点与结构（,2,）一致，,v,C,=O,频率较高以及甲基对称变形振动吸收向低频位移（,1 372cm,-1,），强度增加，表明有,CH,3,COC,结构单元。,v,s,C,-O-C,升高至,1 140cm,-1,处。且强度增加，表明不饱和酯。,指纹区：,=CH,出现在,977,和,877cm,-1,，由于烯键受到极化，比正常的乙烯基,=CH,位置（,990,和,910cm,-1,）稍低。,由上图谱分析，,化合物的结构为（,2,），,可与标准图谱对照,例,一：未知物分子式为,C,8,H,16,，,其红外,图谱如下图所示，试推其结构。,解：由其分子式可计算出该化合物不饱和度为,1,，即该化合物具有一个烯基或一个环。,3079cm,-1,处有吸收峰，说明存在与不饱和碳相连的氢，因此该化合物肯定为烯，在,1642cm,-1,处还有,C=C,伸缩振动吸收，更进一步证实了烯基的存在。,910,、,993cm,-1,处的,C-H,弯曲振动吸收说明该化合物有端乙烯基，,1823cm,-1,的吸收是,910,吸收的倍频。,从,2928,、,1462cm,-1,的较强吸收及,2951,、,1379cm,-1,的较弱吸收知未知物,CH,2,多，,CH,3,少。,综上可知，未知物（主体）为正构端取代乙烯，即,1-,辛稀。,例,二：未知物分子式为,C,3,H,6,O,，,其红外图如下图所示，试推其结构。,1.,由其分子式可计算出该化合物不饱和度为,1,。,2.,以,3084,、,3014,、,1647,、,993,、,919cm,-1,等处的吸收峰，可判断出该化合物具有端取代乙烯。,3.,因分子式含氧，在,3338cm,-1,处,又有吸收强、峰形圆而钝的谱带。因此该未知化合物必为醇类化合物。再结合,1028cm,-1,的吸收，知其为伯醇。,综合上述信息，未知物结构为：,CH,2,=CH-CH,2,-OH,。,例三：未知物分子式为,C,6,H,8,N,2,，,其红外图如下图所示，试推其结构。,1.,4,2.,可能有苯环，此推测由,3031,、,1593,、,1502,的吸收峰所证实，由,750cm,-1,的吸收知该化合物含邻位取代苯环。,3.3285,、,3193 cm,-1,的吸收是很特征的伯胺吸收。（对称伸缩振动和反对称伸缩振动）,综合上述信息及分子式，可知该化合物为：,邻苯二胺,例,5,化合物,C,8,H,8,O,的红外谱图,1,）不饱和度：,(8,2,2,8),2=5,大于,4,，一般有苯环，,C,6,H,5,3,）,1710 cm,1,，,C=O,，,2820,，,2720 cm,1,，,醛基,2,）,3000 cm,1,以上，不饱和,C-H,伸缩,可能为烯，炔，芳香化合物,1600,，,1580 cm,1,，,含有苯环,指纹区,780,，,690 cm,1,，,间位取代苯,4,）结合化合物的分子式,此化合物为间甲基苯甲醛,例,6 C,3,H,4,O,1,）,不饱和度：,(3,2,2,4,),2=2,可能为烯，炔及含有羰基的化合物,2,）,3300 cm,1,处宽带，羟基,结合,1040 cm,1,处的吸收，可推测含有,O-H,由此可排除含有羰基的可能性,3,）,2110 cm,1,处的吸收，可知此化合物有碳碳三键吸收,结合化合物的分子式可知此化合物为,2-,丙炔醇,例,7 C,7,H,8,O,1),不饱和度：,(7,2,2,8,),2=4,可能含有苯环,2)3000 cm,1,以上，以及,1600,，,1500 cm,1,表明含有苯环（,-C,6,H,5,）,770,，,700 cm,1,表明苯环取代为单取代,3),分子式为,C,7,H,8,O,，,除去苯环,(-C,6,H,5,),，,取代基为,CH,3,O,，,苯甲醚,(?),苯甲醇,(?),3300 cm,1,(,),，,1250,，,1040 cm,1,(,),芳香脂肪醚,C-O,的吸收,表明此化合物为苯甲醚,CH,3,CH,2,COOH,例,8:,1,）不：,1,2,）,3000,，,O-H,；,酸,930,，,O-H,3)1700,C=O,4)1230,，,C-O,例,9:,1),不：,1,2,）,3350,，,3180,，,-NH,2,1680,1580,伯酰胺,例,10,1),不：,3,2,）,2240,，,3300(),CN,3)3100,1620,C=C,4)975,870,单取代烯,例,11,1,）不：,1,2,）,3008,，,1650,烯,3,）,990,，,910,单取代烯烃,例,12:,1,）不：,4,2,）,3050,；,1600,，,1500,760,，,700,单取代苯,3,）,1380,异丙基,例,13:,1,）,800,对位取代,例,14:,1,）不：,0,2,）,3340,，,1100,二级醇,例,15:,1,）不：,4 2,）,3000,，,1600,，,1500,苯,3,）,3300,（,），,1250,，,1050,芳香脂肪醚,4,）,750,，邻位取代,例,16:,1,）不：,5,2,）苯；,3,）,1685,，共轭,C=O,4)C,6,H,5,-C=O-,5)NMR,例,17:,1),不：,1,2,）,2820,，,2720,；,1730,醛,3,）,C,3,H,7,-;1380,异丙基,
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