儀器分析

李術(shù)艷

漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

情境三用紅外光譜法分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)任務(wù)5掌握紅外吸收光譜的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)1紅外吸收光譜定性分析紅外光譜法的應(yīng)用（一）定性分析定性分析

1．已知物的鑒定

2．未知物結(jié)構(gòu)的測(cè)定1．已知物的鑒定

將試樣的譜圖與標(biāo)準(zhǔn)樣品的譜圖進(jìn)行對(duì)照，或者與文獻(xiàn)上的譜圖進(jìn)行對(duì)照。如果兩張譜圖各吸收峰的位置和形狀完全相同，峰的相對(duì)強(qiáng)度一樣，可以認(rèn)為樣品是該種標(biāo)準(zhǔn)物。如果兩張譜圖不一樣，或峰位不一致，則說(shuō)明兩者不為同一化合物，或樣品有雜質(zhì)。2．未知物結(jié)構(gòu)的測(cè)定基本方法：圖譜解析測(cè)繪樣品的紅外譜圖分析吸收峰的位置、形狀、強(qiáng)度等要素確定分子中所含的基團(tuán)或化學(xué)鍵推斷分子的結(jié)構(gòu)步驟1：準(zhǔn)備工作

了解樣品的來(lái)源、制備過(guò)程、外觀、純度等，經(jīng)元素分析后確定的化學(xué)式以及熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性質(zhì)等物理性質(zhì)，取得對(duì)樣品初步的認(rèn)識(shí)或判斷。

步驟2：確定未知物的不飽和度

n4、n3、n1分別為分子中所含的四價(jià)、三價(jià)和一價(jià)元素原子的數(shù)目。二價(jià)原子如S、O等不參加計(jì)算

=0：分子是飽和的，烷烴及其不含雙鍵的衍生物；

=1：可能有一個(gè)雙鍵或脂環(huán)；

=2：可能有兩個(gè)雙鍵或脂環(huán)，也可能有一個(gè)叁鍵；

=4：可能有一個(gè)苯環(huán)等。步驟3：圖譜解析一般順序：借助于手冊(cè)或書(shū)籍中的基團(tuán)頻率表，分析官能團(tuán)區(qū)各主要吸收帶的基團(tuán)歸屬，初步判斷化合物中可能含有的基團(tuán)和不可能含有的基團(tuán)及分子的類(lèi)型。再查看指紋區(qū)，進(jìn)一步確定基團(tuán)的存在及其連接情況和基團(tuán)間的相互作用。注意紅外光譜的三要素：吸收峰的位置、強(qiáng)度和形狀

例1、C＝O的特征是在1680～1780cm-1范圍內(nèi)有很強(qiáng)的吸收峰，如果在此位置出現(xiàn)較弱的峰，不能直接斷定C＝O的存在。

例2、締合羥基、締合胺基的吸收位置與游離狀態(tài)的吸收位置只略有差異，但峰的形狀變化很大。游離態(tài)的O－H吸收峰較為尖銳，而締合O－H的吸收峰圓滑而鈍。締合胺基吸收峰會(huì)出現(xiàn)分岔。注意觀察同一基團(tuán)或一類(lèi)化合物的相關(guān)吸收峰：通過(guò)觀察相關(guān)峰，可以更準(zhǔn)確地判斷基團(tuán)的存在情況。

例1、－CH3在約2960和2870cm-1處有非對(duì)稱(chēng)和對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，在～1450和～1370cm-1有彎曲振動(dòng)吸收峰；

例2、－CH2在～2920和～2850cm-1處有伸縮振動(dòng)吸收峰，在～1470cm-1有其相關(guān)峰；若是長(zhǎng)碳鏈的化合物，在720cm-1處出現(xiàn)吸收峰。綜合判斷分析結(jié)果，提出最可能的結(jié)構(gòu)式，然后與已知樣品或標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)照，核對(duì)判斷的結(jié)果是否正確。譜圖解釋例舉【例1】某化合物的分子式為C8H8O，其紅外光譜如圖所示，試進(jìn)行解釋并判斷其結(jié)構(gòu)。

40003000200015001000500光譜數(shù)據(jù):3050cm-11460cm-12950cm-11370cm-11695cm-11260cm-11600cm-1760cm-11590cm-1690cm-1解：(1)求化合物的不飽和度表明化合物可能含苯環(huán)。（2）分析各吸收峰的歸宿/cm-1歸宿結(jié)構(gòu)單元不飽和度3050不飽和C－H伸縮振動(dòng)41600苯環(huán)骨架，C=C振一取代苯環(huán)，C－H變形振動(dòng)6901695羰基