相关文章:红外光谱(I R)(Infrared Spectroscopy)【1】 4、酯(νC=O H 和 νC-O-C)
酯和内酯有两个由νC=O和νC-O伸缩引起的很强的特征吸收带. (1) νC=O
大多数饱和脂肪酸酯的强的νC=O伸缩振动发生在比酮的正常频率为高的1740cm-1处(甲酸甲酯除外,在1725-1720cm-1)。
C=C-COOR或ArCOOR的νC=O吸收,由于共轭作用移向低波数,在1730-1715cm-1。
注意:O=C-O-C=C-或RCOOAr结构的νC=O吸收,则移向高波区。α-卤代羧酸酯的νC=O吸收频率也升高,如:三氯乙酸酯在1770cm-1。六元环状内酯羰基吸收与正常酯的相同,当环变小时,其吸收位置将移向高波区。 (2) νC-O-C
酯的νC-O-C 伸缩振动吸收带在1330-1030区域有两个吸收带,其一是νasC-O在1300-1000cm-1,此带有吸收强度大和较宽的特征,用处较大。另一个是νsC-O在1140-1030cm-1,此带吸收强度小,参考价值不大,但是内酯此带吸收强度较大。(其中1250-1230cm-1 处的宽而强的谱带是乙酸烷基酯的特征吸收带。) 5、 酸酐 (1)n C=O
酸酐的C=O伸缩振动在1860-1800cm-1和1800-1750cm-1出现两个强的吸收峰,前者是反对称伸缩振动,后者是对称伸缩振动。这两个峰相距约60cm-1,开链酸酐高波数峰稍强于低波数峰,而环状酸酐则高波数峰弱于低波数峰,以此可区别这两类酸酐。 共轭的酸酐则使羰基吸收向低波数移,在靠近1775cm-1和1720cm-1处出现吸收。 环状酸酐中,随着环的张力变大,吸收峰向高波移动。例如: 五元酸酐 VC=O 1871cm-1 1793cm-1 六元酸酐 VC=O 1822cm-1 1780cm-1 (2) n C-O-C
酸酐的C-O伸缩振动产生强的吸收峰,开链的在1180-1045cm-1,而环状酸酐在1310-1200cm-1,利用此峰也可以区别这两种酸酐。 6、 酰胺: 兹有胺和羰基化合物的特点.
酰胺的主要特征峰有三个,即νC=O伸缩振动(称为酰胺I带);νN-H伸缩振动及δN-H弯曲振动(称为酰胺II带),酰胺还有C-N吸收带(酰胺III带), (1)νN-H
在稀溶液中,伯酰胺出现两个中等强度的峰,分别在3500cm-1和3400cm-1附近,相应于N-H的反对称伸缩振动。在浓溶液和固体中由于有氢键发生,将移向
3350-3180cm-1低频区。随着二缔和和三缔和体的存在将在此区域出现多重峰。仲酰胺在很稀溶液中,在3460-3420cm-1处只出现一个谱带,浓溶液中或固体中缔和体出现在3330cm-1,在3110-3060出现一个弱吸收带,是δN-H(1550cm-1)的倍频峰。叔酰胺由于N上没有H而没此吸收带,因此利用此吸收带可以识别伯、仲、叔酰胺。 (3)δN-H弯曲振动(酰胺II带)
伯酰胺在νC=O 吸收区较低一些的地方出现尖峰,其强度相当于νC=O 峰的1/3-1/2。游离态在1600cm-1处,缔合态在1650-1620处, 易被I带覆盖.仲酰胺游离态在1550-1510处;缔和体在1570-1515处, I带和II带能够分开. 利用此特点区分伯,仲酰胺. 叔酰胺和内酰胺没有此吸收带。注意:内酰胺含有N-H键也不含有δ N-H谱带。 (4)酰胺还有C-N吸收带(酰胺III带),它们的吸收位置如下:
伯酰胺 1420-1400cm-1(中);仲酰胺 1305-1200cm-1(中) 叔酰胺 700-620cm-1(中)
八、胺和胺盐
1、胺:胺有三个特征吸收带即:nNH、δ N-H和nC-N吸收带, 其中nNH吸收带用处较大(3550-3250cm-1)。 nNH
游离一级胺的nN-H伸缩振动在3400-3490(中)处,有两个吸收峰,相应于N-H的对称和反对称伸缩振动,另外,脂肪族伯胺在nNH(S)吸收带的低一侧有肩峰;而芳香伯胺有一个尖锐独立的小峰,它们是δN-H2(s)的倍频和nNH2(s)共振的结果。 缔和的nN-H
伸缩振动向低波数方向移动,但位移程度不及O-H吸收峰的情况,位移一般不大于100cm-1,并且吸收峰较弱、较尖锐。二级胺的稀溶液在3310-3350cm-1区域只有一个吸收峰。三级胺没有N-H,故没有N-H伸缩振动吸收峰。 δ N-H
一级胺的面内δN-H弯曲(剪式)振动吸收在1540-1650cm-1(中、强)区域,可用于鉴定(与芳环的骨架振动吸收重叠),一级胺的非平面(面外)摇摆振动吸收在650-900cm-1(宽)区域,而脂肪一级胺则在750-850cm-1(宽、中)区域,非常特征。二级胺的N-H弯曲振动吸收很弱,不能用于鉴定,二级胺的N-H非平面摇摆振动在700-750cm-1区域有强的吸收.
VC-N 位于指纹区与VC-C 重叠,难以辨别. 2、 铵盐
成盐之后,伯胺和仲胺的νNH νNH3+ 伯胺盐在3000-2800cm-1之间出现强和宽的吸收带,由NH3+基中不对称和对称伸缩振动引起的。
伯胺盐的δNH3+出现在1600-1575cm-1和1550-1504cm-1处两个吸收带,这相应于不对称和对称弯曲振动吸收带。
仲胺盐的νNH2+ 出现在2700-2250cm-1 区域,是一个强的宽带或是一组较尖锐的谱带。δ NH2+ 出现在1620-1560cm-1区域是一个中等强度的谱带。
叔胺盐的νNH+ 在2700-2250cm-1 区域出现一个强的宽带或一组较尖的谱带。叔胺盐的δ NH1+ 谱带很弱,没有实用价值。 确定样品是否为胺的最好办法是将样品用无机酸处理,然后观察3000-2200cm-1范围出现宽而强的“铵谱带”。然后再根据各类胺盐的吸收特征,确定是哪类胺。
九、硝基化合物
硝基化和物主要有νNO2的反对称和对称伸缩吸收带,它们分别在1650-1500cm-1和1370-1250cm-1,很容易认出。
脂肪族硝基化和物的两个峰分别在1565-1545cm-1 ;1380-1350cm-1 。 芳香族硝基化和物和共轭的脂肪族硝基化和物由于共轭使νNO2频率降低,如芳香族硝基化和物νas(NO2)1525±15cm-1 ;νs(NO2)1345±cm-1,另外,芳香硝基化和物在870cm-1附近出现C-N伸缩振动带。 十、腈类 -C≡N
饱和脂肪腈在2260-2240 cm-1有尖而强的ν-C≡N伸缩振动吸收带,当与不饱和键和芳环共轭时,该带位移到2240-2220 cm-1区间,且强度增加。一般说来,共轭的ν-C≡N伸缩振动吸收带位移要比非共轭的低约30 cm-1。 十一、其它各类化合物
主要对含有卤素、硫、磷、硅等元素的有机化合物的特征吸收作简单介绍。 1、有机卤化合物:
在有机卤化合物中C-X键的伸缩振动吸收很强,随着卤原子量的增大,吸收带的位置向低波数移动。当两个以上卤原子连接在同一碳原子上时,有对称伸缩振动和不对称伸缩振动两种吸收带。 2、有机硫化合物
以S-O键伸缩振动吸收最强( 900-700cm-1 )较易识别,其它以S-H键
( 2600-2550cm-1 很弱);S-C( 700-590cm-1 此键的吸收很弱,位置易变,难以利用),亚砜的S=O键伸缩振动吸收位于(1060-1040 cm-1 )是强吸收;砜的-SO2-基在( 1340-1290 cm-1 )和( 1160-1135 cm-1 )区,分别为不对称伸缩振动和对称伸缩振动吸收带。
磺酸卤RSO2Cl的-SO2-基在( 1385-1340 cm-1 强)和( 1185-1160 cm-1 强)区,分别为不对称伸缩振动和对称伸缩振动吸收带。
磺酸RSO3H的1385-1340 cm-1中等)区,分别为不对称伸缩振动和对称伸缩振动吸收带,S-O伸缩振动吸收带在( 700-810 cm-1 强)。磺酸酯RSO2 OR’的( SO2-基在( 1390-1290 cm-1 强)和( 1190-1120 cm-1 强) 3、有机磷化合物
显示特征的吸收带有:P - H、P = O、P - C的伸缩振动吸收带。
P - H 的伸缩振动吸收在( 2425 - 2325cm-1 )峰形尖,位置恒定,受分子其余部分结构影响较小,具有中等强度。
P = O 的伸缩振动吸收在( 1300 - 1140cm-1 ),也是一个强吸收带。 P – C 的伸缩振动吸收:
Ph – P 出现在( 1450 - 1420cm-1 ); P - CH3 出现在( 1320 - 1280cm-1 )。 4、有机硅化合物:
较为典型的特征吸收带为:Si - H, Si - O, Si - C 等的伸缩振动吸收带。 Si-H的伸缩振动吸收在( 2230-2150cm-1 )是一个尖锐的强吸收带。
硅醚在( 1100-1000cm-1 )区至少会出现一个由Si-O-Si的不对称伸缩振动引起的强吸收。
Si-C的伸缩振动吸收在( 896-690cm-1 ),具体的吸收位置可由硅原子上的取代基来确定。
由于硅原子连接基团的位置十分特征,所以在结构分析上很有用。各种典型特征吸收可查有关书。