红外光谱解析讲义

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NMR H/ppm : 1.1(d,6H),3.8(m,1H),4.4(s,1H)
CH3
CH CH3 OH
2. 根据给出的分子式及IR NMR主要数据, 推测化合物的结构。
分子式: C10H12O2 IR: 3010,2900,1735,1600,1500cm-1 NMR: 1.3 (t, 3H),2.4 (q, 2H),5.1 (s, 2H),7.3 (s, 5H)
O CH3CH2CCl
O CH3 C O
2)共轭效应 键长平均化。双键键长增长,力常数减小。吸收频率移向 低波数。
O R C R' VC=O ~1715 O R C C=C 1685~1670 O R C ~1695 O R C NH2 ~1675cm-1
O C6H5C CH2CH3
试比较下列两组化合物中哪一个羰基的振动波数相对较高?
NMR /ppm : 2.5( s,3H ), 3.95( s,3H ), 7.5( q,峰形对称,4H ) (2) 反式和顺式-1,2-环戊二醇在3450~3570cm-1处均有一个宽 的吸收带,如何用IR来区分顺反异构体。

“有机化学”相应 章节的习题!!!

7. 醚类 VC-O-C 1275~1020cm-1
8. 胺类 一级胺 VN-H 3490~3400 二级胺 VN-H 3500~3300 三级胺 无VN-H 吸收峰 N-H 1650~1590, 900~650 N-H 750~700 无N-H 吸收峰
应用 IR、1HNMR 谱中的哪一种可快速有效鉴别下列化 合物, why?
3000
C C
C=C 1680~1620
C C 1200~700
v cm-1
力常数/g.s-2
2200~2100
12~18105
8~12105
4~6105
力常数表示了化学键的强度,其大小与键能、键长有关。 键能大,键长短,K值大,振动吸收频率移向高波数;
键能小,键长长,cm-1
3) 酯 VC=O ~1740cm-1 4) 羧酸
VC-H 2720cm-1 (鉴别-CHO)
VC-O-C 1300~1150(鉴定酯)
VC=O 1770~1750cm-1(单体) , 1710cm-1 (二聚体)
VO-H 3000~2500 (二聚体)
O-H
~1400 , ~920cm-1
四. 影响官能团吸收频率的因素
主要讨论分子结构变化时, 官能团红外吸收频率的变化。
1. 电子效应 1)诱导效应
VC=O O R C R' ~1715 O R C Cl ~1800 O R C F ~1869cm-1
卤原子吸电子诱导效应, 使羰基双键性增强, C=O的力常数 变大, 吸收向高波数移动。
三. 不同官能团的特征吸收频区
官能团区 红外光谱可分为两个区域 指纹区 1350~650cm-1 4000~1350cm-1
官能团区分为:X-H区、三键区和双键区。
4000~2500cm-1 (X-H区) O-H N-H C-H S-H ... 官能团区 2500~1900cm-1 (三键区含累积双键)C C C N C=C=C C=C=O 1900~1350cm-1 (双键区)C=O C=N N=O C=C(烯或芳环骨架振动) 指纹区 1350~650cm-1 (单键区) C-C C-O C-N C-X
1 2 CH3CH2CH2CH2CHO OH CH3COCH2CH3 O
3
CH3CH2CHCH3 OH CH2CH2CH2Br O Br C CH3 CH3
4
七. 红外谱图解析 1. 根据给出的分子式 IR NMR数据, 推测化合物的结构式。 分子式:C3H8O ; IR:3600~3200cm-1(宽)
O CH2 C
O C CH3
IR:
~3050cm-1 苯 =C-H ~1700cm-1 C=O
~2900cm-1
~1600, 1500cm-1
苯 C=C
思考题:
(1) 根据下面所给的分子式、IR、NMR主要数据, 推测相应 化合物的结构。 C9H10O2
;IR/cm-1:
3010,3000,1670,1598,1500,1258, 1021,833
O VC=O 1715 1745
O 1780
O 1815
O
• 环内双键的C=C伸缩振动吸收频率随环的减小而降低。
VC=C
1645
1610
1560
4. 成键碳原子的杂化状态
C H VC-H 3300 C H 3100 C H 2900
5. 振动的偶合
分子内两基团位置很近并且振动频率相同或相近时, 它们
1. CHO A O 2. C CH2CH3 (CH3)2N B O CH2 C CH3 CHO
A
B
试判断丁烯酮中碳氧、碳碳双键与1-丁烯、2-丁酮中双键的
红外吸收频率的高低。
O CH3CCH2CH3 O CH3CCH=CH2 CH3CH2CH=CH2
1720
1685
1623
1647
2. 氢键的影响 使基团化学键的力常数减小, 伸缩振动波数降低、峰形变宽。 醇羟基: 游离态 二聚体 3500~3600cm-1 多聚体 3200~3400cm-1 (a) 1.4% (b) 3.4% (c) 7.1% (d) 14.3% 3600~3640cm-1 位 置 ( 氯 苯 中 ) 正 丁 醇 羟 基 的 伸 缩 振 动 吸 收
II 红外光谱(IR) 一.概述 波长(m) 近红外区: 0.75 ~ 2.5 波数(cm-1) 13330 ~ 4000
中红外区:
远红外区:
2.5 ~ 15.4
15.4 ~ 830
4000 ~ 650
650 ~ 12
绝大多数有机化合物红外吸收波数范围:4000 ~ 665cm-1 红外谱图中, 横坐标:吸收波长()或波数(). 吸收峰位置。 纵坐标:透过率(T%)或吸光度(A). 吸收峰强度。 二. 基本原理 用一定频率的红外光照射分子, 分子发生振动能级的跃迁。 分子的振动分为:伸缩振动()、弯曲振动()。
O CH2OCCH2CH3
3. 一化合物分子式为 C9H10O, 其 IR 及 1H NMR谱如下图。 写出化合物的结构式, 并指出1H NMR谱中各峰及IR谱中
主要峰的归属。
C9H10O
O CH2 C CH3
1
H NMR : /ppm
7.1 3.5 2.0
H
( s, 5H ) ( s, 2H ) ( s, 3H ) 烷 C-H
3. 炔烃 VC≡C 2250cm-1 V≡C-H 3340-3300cm-1 ≡C-H 680-610cm-1
4. 芳烃 C=C 1660~1450cm-1 (芳环碳碳骨架伸缩振动) 2~4个中强峰:~1500(强)、~1600(中) =CH 3110~3010cm-1 =CH 900~690cm-1 “定位峰” 倍频区 2000~1650cm-1
对称 伸缩振动 伸缩振动 (键长改变) 分子振动 弯曲振动
(变形振动)
不对称 伸缩振动 面内弯曲振动 面外弯曲振动
v = ——
~
1
2C
K M
m1 M= m1
m2 + m2
双原子分子红外吸收的频率决定于折合质量和键力常数。
C-H
C-C
1200
C-O
1100
C-Cl
800
C-Br
550
C-I
500
cm-1
之间发生强相互作用, 结果产生两个吸收峰, 一个向高频移 动, 一个向低频移动。
五. 红外吸收峰的强度
红外吸收强度取决于跃迁的几率:
跃迁几率 ab
2
Eo
2
ab
跃迁偶极矩
E o 红外电磁波的电场矢量
强度决定于振动时偶极矩变化大小。偶极矩变化愈大, 吸收强度愈大;偶极矩变化愈小,吸收强度愈小;没有 偶极矩变化, 则不产生红外吸收。 例:VC=O 吸收强度大于 VC=C 或吸收峰很弱。 吸收强度的表示: vs (ε >200)、s(ε =75~200)、 m(ε = 25~75)、w(ε = 5~25)、vw(ε <5)。 六. 各类有机化合物的特征基团频率 1. 烷烃 C-H 2900~2850cm-1 (S) C-H 1470cm-1 、1380cm-1
羧酸及胺类等化合物, 分子间形成氢键后, 其相应吸收频率 均移向低波数. 当羰基是氢键受体时, 其羰基特征吸收频率
向低频移动 40~60cm-1
3. 环的张力 一般而言, 环的张力增大时, 环上有关官能团的吸收频率 逐渐升高。
CH2 VC=C 1651 1657 CH2 1690 CH2 CH2 1750
5) 酸酐 VC=O 1860~1800cm-1 , 1800~1750cm-1 VC-O-C 1170~1050 (开链酸酐) , 1310~1210cm-1 (环状酸酐) 6) 酰胺 VN-H 3500~3035 VC=O 1690~1620cm-1 1550~1510(仲) N-H 1620~1590(伯) 7) 酰卤 脂肪族酰卤 芳香族酰卤 VC=O 1800cm-1 VC=O 1785~1765cm-1
5. 醇、酚类化合物
V-OH 3650~3600cm-1 (游离) 尖峰 V-OH 3550~3200cm-1 (缔合) 宽峰 VC-O 1260~1000cm-1
6. 含羰基化合物
1) 酮 脂肪酮 VC=O ~1715cm-1 芳香酮 VC=O ~1695cm-1 不饱和酮 VC=O ~1675cm-1 2) 醛

对称烯、炔等无吸收峰
CH3 1380cm-1 (孤立甲基) 2. 烯烃 C=C 1680~1600cm-1 (m-w) =CH 1000~800cm-1
CH(CH3)2 1385 1365
=CH 3100~3010cm-1
C=C 吸收峰的强度受分子对称性影响
CH3 C CH2 t-Bu 相对强度比 1 t-Bu 0.35 H C C CH3 t-Bu 0.14 CH3 CH3 C C CH3 0 CH3 Cl2C=CCl2
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