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傅立叶红外图谱详细分析方法大全

发布时间:2020年11月06日

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,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

3000-2850 cm-1    C-H伸缩振动

1465-1340 cm-1    C-H弯曲振动

一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm-1  以下,接近3000 cm-1  的频率吸收。

2、烯烃

3100~3010 cm-1    烯烃C-H伸缩

1675~1640 cm-1    C=C伸缩

烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675cm^1)。

3、炔烃

2250~2100 cm-1    C≡C伸缩振动

3300 cm-1 附近    炔烃C-H伸缩振动

4、芳烃

3100~3000 cm-1    芳环上C-H伸缩振动

1600~1450 cm-1    C=C 骨架振动

880~680 cm-1      C-H面外弯曲振动)

芳香化合物重要特征:一般在1600,1580,1500和1450 cm-1 可能出现强度不等的4个峰。

880~680 cm-1 ,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。

3650~3600 cm-1     自由羟基O-H的伸缩振动,为尖锐的吸收峰

3500~3200 cm-1     分子间氢键O-H伸缩振动,为宽的吸收峰

1300~1000 cm-1     C-O 伸缩振动

769-659 cm-1       O-H 面外弯曲

6、醚

1300~1000 cm-1     伸缩振动(特征吸收)

1150~1060 cm-1     一个强的吸收峰——脂肪醚

1270~1230 cm-1   (为Ar-O伸缩);

1050~1000 cm-1   (为R-O伸缩)——芳香醚的两个C-O伸缩振动吸收

7、醛和酮

1750~1700 cm-1     醛基C=O伸缩 (特征吸收) ——醛

2820,2720 cm-1    醛基C-H伸缩  ——醛

1715 cm-1(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

3300~2500 cm-1(宽&强) O-H伸缩吸收

1720~1706 cm-1  C=O 吸收

1320~1210 cm-1   C-O伸缩

920 cm-1  成键的O-H键的面外弯曲振动 ——羧酸二聚体

9、酯

1750~1735 cm-1     饱和脂肪族酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带

1210~1163 cm-1     饱和酯C-C(=O)-O谱带 (为强吸收)

10、胺:

3500~3100 cm-1     N-H 伸缩振动吸收

1350~1000 cm-1     C-N 伸缩振动吸收,N-H变形振动相当于CH2的剪式振动方式,其吸收带在1640~1560 cm-1     面外弯曲振动在900~650 cm-1 。

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。

2260-2240 cm-1     脂肪族腈

2240-2222 cm-1     芳香族腈

12、酰胺

3500-3100 cm-1   N-H伸缩振动

1680-1630 cm-1   C=O 伸缩振动

1655-1590 cm-1   N-H弯曲振动

1420-1400 cm-1   C-N伸缩

13、有机卤化物

C-X 伸缩,脂肪族 

1400-730 cm-1 :C-F;850-550 cm-1 :C-Cl;690-515 cm-1 :C-Br;600-500 cm-1 :C-I

三、如何解析红外光谱图

1、预备知识

①、根据分子式计算不饱和度公式:
不饱和度 Ω=n4+1+(n3-n1)/2   其中:
n4:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),
n3:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),
n1:化合价为1价的原子个数(主要是H,X原子)

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;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,再依据官能团特征吸收,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。

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