Ω = 1 + n4 + 1 / 2(n3 – n1)式中:Ω—代表不饱和度;n1、n3、
n4分别代表分 子中一价、三价和四价原子的数目。双键和饱和环状结构的Ω为1、三键为2、苯环为4。
3、解析谱图。
红外谱图解析实例
例1:化合物分子式为C3H3Br,其红外谱图如下,请推测其结构。
解:
先计算其不饱和度, Ω = 1 + n4 + 1 / 2(n3 – n1) =1+3+1/2(0-4)=2
然后进行推测:化合物可能有两个双键、或者一个双键一个环、或者一个叁键。
随后我们观察谱图:3000cm-1以上只有3300cm-1有一尖锐强峰,而无不饱和双键伸缩振动峰,说明有末端炔氢存在,而无双键存在,推断该化合物有叁键而无双键或环。另外2140处有碳碳叁键的弱吸收峰存在证实了我们的判断。 最后,我们进行结构的推测:
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例2:化合物分子式为C9H10O,其红外谱图如下,请推测其结构。
解:
先计算其不饱和度, Ω = 1 + n4 + 1 / 2(n3 – n1) =1+9+1/2(0-10)=5
Ω>4,我们推测有可能存在苯环,从红外谱图中可以可出:3000 cm-1
左边有不饱和双键的伸缩振动,同时在1600-1450 cm-1有四个强吸收峰,说明苯环存在,另外在1720 cm-1 出现一个中等宽度的强吸收峰,说明羰基存在,而从红外谱图中我们没有发现诸如羟基、氨基、醛基、酸酐及碳氧单键存在,说明化合物为酮,而在指纹区700,750 cm-1两处吸收说明该化合物为苯环的单取代衍生物。 我们从上面可以得到哪些化合物结构片断信息呢?
所以我们推测化合物结构可能是:
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例3:化合物分子式为C3H5O2Cl,其红外谱图如下,请推测其结构。
解:
先计算其不饱和度, Ω = 1 + n4 + 1 / 2(n3 – n1) =1+3+1/2(0-6)=1
从谱图中很容易看出,1720 cm-1处有一中等宽度的强吸收峰,说明羰基的存在,这样满足了一个不饱和度的要求。这样也排除了环和双键存在的可能。
另外3400-2400处宽的强吸收峰说明了羟基的存在,结合1080 cm-1
处C-O的强吸收峰,说明该化合物应该为羧酸,即-COOH。 综合以上判断,我们推测化合物结构可能是:
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至于化合物结构究竟是以上两种结构的哪个,仅通过红外是无法判断的,需要其他仪器方法来判断。
例4:肉桂的主要成分的分子式为C9H8O,从下面的红外谱图推断其结构。
解:
先计算其不饱和度, Ω = 1 + n4 + 1 / 2(n3 – n1) =1+9+1/2(0-8)=6
Ω>4,我们推测有可能存在苯环,从红外谱图中可以可出:3000 cm-1
左边有不饱和双键的伸缩振动,同时在1600-1450 cm-1有四个强吸收峰,说明苯环存在,690,750指纹区告诉我们此苯环为单取代苯环。
另外在1720 cm-1出现一个中等宽度的强吸收峰,说明羰基存在,2850,2750 cm-1处告诉我们此羰基为醛基。
综合以上信息,我们已经确定了5个不饱和度,剩下的一个不饱和度应为双键(环和羰基均不可能),而在3000 cm-1左边的确也有双键的伸缩振动峰。那么我们会得到这样的片断信息。
将其合理排列,我们不难得出化合物结构为:
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