例:已判断化合物可能为如下两种结构,如何利用指纹区判断其最终结构?
从所提供的红外谱图来看,750,700cm-1处有两处中等强度吸收峰,说明此化合物为单取代芳烃,所以此化合物为乙苯。
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(2)双键的伸缩振动(C=C,C=N)
一般在1680-1600,根据组成原子的不同吸收位臵稍有变化,但其强度受化合物环境影响较大。C=C的吸收一般很弱,而芳香族共轭体系中C=C的伸缩振动一般在1600-1450波数处出现1-4个强的谱带。
例:下面化合物可能有哪些红外吸收峰? CH3CH=CHCH2CHO
3040-3010范围内有一谱带(=C-H的伸缩振动), 2960-2870范围内有两个吸收峰(-CH3的伸缩), 2850,2750两个吸收峰(O=C-H伸缩振动峰), 1680-1620有一个C=C伸缩振动峰, 1900以下有C=O伸缩振动谱带, 指纹区还有该化合物顺反异构体的证据。 (3)叁键的伸缩振动
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化合物结构中共轭键引起这些值向低波数位移。
例:氰基一般在2260-2240波数处有强吸收,但当其连接在苯环上时,其吸收向2240-2190低波范围移动。
(4)羟基及氨基的红外光谱
两者的红外光谱均出现在高波数区,即3750-3000范围内,但又有很大区别。
羟基一般在3450-3200范围内出现相当宽的强吸收谱带。
胺出现在3500-3100范围内,与羟基的谱带比较,胺的吸收强度弱,但谱带尖锐。
(5)羰基的红外吸收
羰基是有机化合物中重要基团,涉及到羧酸、醛、酮、酯、酸酐等诸多类型化合物,其主要的特征谱带如下表所示。
含羰基化合物的红外吸收范围
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羰基的红外吸收也受化合物共轭结构的影响,当其处于共轭位臵时,其特征波数亦向低波数方向移动。
例:已判断化合物为下列结构的一种,是从红外谱图确定其最终结构。
如何进行谱图解析?
试图对未知物谱图进行解析时,应该首先集中精力确定几个主要基团存在与否。C=O,O-H,N-H,C-O,C=C,碳碳叁键,碳氮叁键和NO2是最值得注意的,如果它们存在,几乎立刻给出结构信息。不要试图 对3000右边附近的峰做详细解析,几乎所有的化合物都有这些吸收。不要担心找不到基团所处环境的细节。下面是重要特征的检查表。
1、羰基存在吗?
C=O基团在1820-1660范围内产生一个强吸收峰, 此峰通是谱图中最强峰,并有中等宽度,不可能忽略掉它。
2、如果C=O出现,检查下列类型(如果不存在,见第三条)酸 OH也存在吗?3400-2400附近有宽吸收(常覆盖C-H)
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酰胺 N-H也存在吗?3500附近的中强吸收,有时是一个等强的双峰
酯 C-O也存在吗?1300-1000附近有强吸收 酸酐 1810和1760附近有两处吸收
醛 醛基CH存在吗?2850和2750附近有两个弱吸收峰 酮 排除以上五种选择后 3、如果C=O不存在
3600-3300有宽吸收峰,1300-1000附近观察有C-O峰可得出确定结论。
胺 检查NH 3500附近有中强吸收峰
醚 在1300-1000附近有C-O出现,而OH不出现 4、双键和/或芳环
C=C在1650附近有弱吸收峰
1650-1450范围内有中强吸收表明有芳环 参看C-H谱区可确定以上结论(3000左边有 C-H吸收峰) 5、叁键
碳氮叁键在2250附近有中强锐吸收峰 碳碳叁键在2150附近有弱锐吸收峰 也要检查3300附近的炔C-H 6、硝基
1600-1500和1390-1300范围内有两个强吸收峰 7、烃
没有发现以上各吸收峰
主要吸收峰在3000右边附近CH谱区有非常简单的 光谱,其他吸收峰只在1450和1375处。
鉴定未知化合物的基本步骤 1、准备性工作
了解试样的来源、纯度、熔点、沸点等;
2、经元素分析确定实验式;有条件时可由MS谱测定相对分子量,确定分子式;根据分子式计算不饱和度,其经验公式为:
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