【精品课件】有机化合物光谱解析第二章红外光谱

2, 立体构象的确定 (有3450cm-1)
二、红外光谱中的八个重要区段
例1. 下列（A），（B），（C）三种化合物将分别在IR 光谱中哪一段有吸收？各因什么振动类型引起？
(B) (C)
红外光谱八区域详细介绍 (一) O-H、N-H伸缩振动区（3750~3000cm-1)
顺式1，2-环戊二醇的 CCl4稀溶液，在3000~ 3700cm-1有几个峰？
第三节 红外光谱在有机化合物结构分析中的应用
一、鉴定是否为某已知化合物 1，对照品与标准品在同一条件下测得的红外光谱。
完全一致则判定可能为同一种化合物。 2，无标准品，但有标准图谱时，则可按名称、分子式
索引查找核对，但必须注意测定仪器与测定条件是否 一致。
二 鉴定未知结构的官能团 1, 在确定特征官能团时,应尽量找到其相关峰 CH3: 1380, ~2960, ~2870,1470~1430cm-1 2, 注意各基团的相互影响因素
线形分子只有两个转动自由度
CH2振动类型及自由度
as > s > i > o.o.p
高频
低频
红外各种峰之间的关系
基频峰：1、2、 3、4、5
倍频峰：2 1、22、 2 3、24
组
合频峰：1+2、 21+2、 1+22 频
差频峰： 1-2、 21-2、 1-3
峰…
峰数往往少于基本振动数目（振动自由度）， 原因有以下几点：
3）远红外区： 400~25cm-1(25~1000m)，主要用于研究分子的转动光 谱以及重原子成键的振动等。
2 多原子分子的振动类型和振动自由度
1）振动类型
2）振动自由度与峰数
振动自由度：基本振动的数目。 分子自由度数（3N）= 平动自由度 + 转动自由度 + 振动自由度 振动自由度=分子自由度数（3N）- (平动自由度 + 转动自由度) 理论上，每个振动自由度（基本振动数）在红外光谱区均产生一个吸收峰带
下列化合物在红外区域内可能有那些吸收？
(五）羰基的伸缩振动区（1900~1650 cm-1 ）
(六）双键的对称伸缩振动区（1680~1500 cm-1 ）
(七）C-H弯曲振动区（面内）（1475~1300 cm-1 ）
下列两化合物在1475~1300cm-1区域内有何吸收？
s:1386cm-1, 1367cm-1
第二章 红外光谱(Infrared Spectrum ) 复习问题
▪ 红外光谱的类别归属？ ▪ 分子的振动类型？ ▪ 决定峰强、峰位的影响因素？ ▪ 特征区、指纹区及相关峰的概念？ ▪ 红外光谱八大重要区域及相关振动类型？ ▪ 根据红外光谱吸收确定双键、苯环取代模式？ ▪ 红外光谱在解析结构中的应用？
（2） 共轭效应
共轭与诱导效应共存时的情况
2). 空间效应(steric effect)
(1) 场效应：通常只有在立体结构上互相靠近 的那些基团之间才能产生F效 应。
(2). 空间障碍（空间位阻）
（3） 跨环效应 1675cm-1
（4）环张力：环外双键和环上羰基随着环的张力增加，其
频率也相应增加。
3620及3455cm-1
A与B两个化合物在3000~ 3700cm-1有何不同？
(二) 不饱和烃和芳烃C-H伸缩振动区（3300~3000cm-1）
下列化合物(A)与（B)在C-H伸缩区域中有何区别？
(三）饱和烃的C-H和醛基C-H伸缩振动区（3000~2700cm-1)
（四）三键对称伸缩区（2400~2100cm-1)
CO2分子的基本振动形式及IR光谱
2349 cm-1
667cm-1
3、分子偶极变化与峰强 3.1
3.2 决定峰强的因素
（1） 振动过程中偶极矩的变化：基频峰的强度主要取决于振 动过程中的偶极矩的变化。
偶极矩的影响因素：
（2）能级的跃迁几率：倍频峰的强度主要取决于跃迁几率。
4 影响峰位、峰强的其它因素 4.1 内部因素 1)电子效应 （1） 诱导效应
第二章 红外光谱(Infrared Spectrum )
1、基本知识
红外光谱：红外线可引起分子振动能级和转动能级的跃迁, 所以又称振转光谱。Baidu Nhomakorabea
红外光的三个区域：
1）近红外区：12500~4000cm-1(0.8~2.5m)，主要用于研究分子中的OH、N-H、C-H键的振动倍频与组频。
2）中红外区：4000~400cm-1(2.5~25m)，主要用于研究大部分有机化 合物的振动基频。
相关峰：一个基团常有数种振动形式，每种红外活性的振动通常都相应产 生一个吸收峰。习惯上把这些相互依存而又相互可以佐证的吸收峰叫相关 峰。如甲基（-CH3）相关峰有：C-H(as)~2960cm-1, C-H(s)~2870cm-1, CH(as)~1470cm-1, C-H(s)~1380cm-1及 C-H(面外)~720cm-1 。
例2 化合物
s:1425cm-1, 1370cm-1
（八） C-H弯曲振动区（面外）（1000~650cm-1)
芳香族化合物的特征吸收
该化合物是芳香族还是脂肪族？是否为醇类？是 否为醛、酮、酸类？是否含有双键或三键？
该化合物是芳香族还是脂肪族？在4000~1000 cm-1区域中，可能有那些基团？没有那些基团？
4.2 外部因素
1. 溶剂影响 极性基团的伸缩频率常常随溶剂的极性增大而降低。 以羧酸的羰基为例：
2. 仪器的色散元件 棱镜：分辨率低 光栅：分辨率高
第二节 红外光谱中的重要区段
一 特征谱带区、指纹区及相关峰的概念
特征谱带区：红外区域的4000~1333cm-1（2.5~7.5m） 指纹区：1333 ~ 400 cm-1 （7.5~15 m ），谱带主要是C-X(X=C, N, O)单键 的伸缩振动以及各种弯曲振动。
3). 氢键效应 (1) 分子内氢键：使谱带大幅度向低频方向移动。
乙醇在不同浓度下分子间氢键的影响
分子间氢键使OH基的伸缩振动吸收发生位移
4). 互变异构
5). 振动偶合效应 当两个相同基团在分子中靠得很近时，其相应的特征
吸收峰常发生分裂，形成两个峰，这种现象叫振动偶合。
6. 样品的物理状态的影响 丙酮的羰基在气态下为1738cm-1， 而在液态下为1715cm-1。