仪器分析红外分光光度法

'第二节典型光谱一、脂肪烃类烷烃主要特征峰CHsasCH3000～2850cm-1as145020cm-1CH2CH3s～1375cm-1146520cm-1~722cm-11 特点：峰位和顺序：CH3000～2850cm-1叠加峰~722cm-1，随碳原子数增加向高波数移动2 若有相邻甲基，产生偶合as145020cm-1CH3s～1375cm-1CCH3CH31385cm-11375cm-1CCH3CH3CH31395cm-11365cm-1裂距增大3 烯烃主要特征峰=CH3100～3000cm-1（m）C=C～1650cm-1（w）=CH1010～650cm-1（S）4 特点峰位：as=CH比烷烃高C=C随取代基数目，波数共轭时波数1030cm-1共轭双烯出现双峰=CH最有价值可鉴别取代位置频率:反式>顺式峰强:顺式>反式完全对称的分子:=0，无峰。5 炔烃CH3333～3267cm-1CC2260～2100cm-1高度特征6 =CH泛频苯环3000CH特征峰：H3100～3000cm-1(wm)C=C(骨架振动)1650cm-1～1430cm-1泛频峰2000～1667cm-1(worvw）H1250～1000cm-1(w)H910～665cm-1(s)二、芳香烃类（取代苯）聚苯乙烯薄膜7 特点：泛频峰非常弱，配合H来鉴别取代情况C=C（骨架振动）HH鉴别取代基的位置和数目是鉴别苯环的重要标志8 相邻氢数Hcm-15770～7304770～735178293810～7502860～8001900～860随苯环上相邻氢数目的减少向高频移动9 三、醇、酚、醚:醇与酚共同点：两者都有-OH及C-O键OH3650～3590cm-1(游离羟基）锐峰3500～3200cm-1(缔合羟基）钝峰CO1250～1000cm-1(s)OH1420~1330cm-1区别：酚的芳香结构的一组相关峰10 醚有-C-O-C-键，没有-OH键CO1270～1010cm-1(s)醚基氧和苯环或乙烯相连时：-C-O-C-as波数s峰强增加11 图：醇与醚C-OC-OO-H12 四、羰基化合物羰基3000例：(C9H10O)13 酮、醛及酰氯类酮类：C=O~1715cm-1(s)若共轭，向右移（波数）醛类：C=O~1725cm-1(s)若共轭，向右移（波数）fermi共振：CH双峰，~2820及~2720cm-1环张力增大，向左移（波数）OOOOC=O1815178017451715cm-1酰氯类：C=O~1800cm-1(s)-COCl14 羧酸及其盐羧酸类：OH~3000cm-1宽峰C=O1740~1650cm-1钝峰OH955~915cm-1羧酸盐：as1610~1550cm-1s1440~1360cm-1振动偶合后出现两个强峰COO15 酯类：O-CH=CH2RCOP-共轭，使K，波数CH2=CHOR’OC-共轭，使K，波数C=O~1735cm-1C-O1300~1000cm-116 酸酐类：酸酐：由于偶合，羰基峰分裂成双峰C=O双峰as1850~1800cm-1s1780~1740cm-1ORCOR’CO酸酐与酸相比不含羟基特征峰17 酸酯酸酐18 酰胺c=o16801630cm-1NH35003100cm-1NH16201510cm-1—CONH19 小结：含羰基化合物的羰基C=O顺序酸酐as1810cm-1（s1760cm-1）酰氯1800cm-1酯1735cm-1，醛1725cm-1，酮1715cm-1，羧酸1710cm-1酰胺1680cm-1羧酸盐as1610cm-1~1550cm-1s1440cm-1~1360cm-120 五、含氮化合物（一）胺及其盐胺胺盐NH35003300cm-133002200cm-1NH16501510cm-116301500cm-1CN13601020cm-114001300cm-121 （二）硝基化合物NO2as15901500cm-1NO2s13901330cm-1（三）腈类化合物C=N22602215cm-122 第三节红外光谱仪一、光栅红外光谱仪光源工作温度0C特点硅碳棒1200～1500寿命长、稳定性好、结构简单、价格便宜等Nernst灯～1800发光强度大，寿命短、价格较贵等23 吸收池液体液体池气体气体池固体压片法为了透过红外光，吸收池均具有岩盐窗片，吸收池不用时需在干燥器中保存。24 单色器棱镜或光栅石英棱镜氯化钠棱镜溴化钾棱镜检测器真空热电耦25 二、FT-IR红外光谱仪干涉图IR光谱FTIR光谱仪示意图Fourier余弦变换26 Michelson干涉仪示意图光程差是波长的整数倍时，为相长干涉，亮度最大（亮条）光程差是半波长的奇数倍时，为相消干涉，亮度最小（暗条）光源固定镜动镜检测器干涉光27 三、仪器性能分辨率在某波数处恰能分开两个吸收带的波数差/波数准确度与重复性准确度：仪器测定所得波数与文献值比较之差称为波数准确度。重复性：多次重复测定同一样品，所得同一吸收峰波数的最大值和最小值之差。28 第四节红外吸收光谱分析一、试样的制备压片法薄膜法糊膏法液体池法涂片法夹片法等29 （一）固体试样溴化钾压片法红外光谱法，进行鉴别试验时，固体样品采用最多的是溴化钾压片法。30 （二）液体试样一般液体样品可采用液体池法挥发性不大的样品采用夹片法粘度大的样品可采用涂片法KBr窗片31 红外光谱法的应用于定性时：主要用于已知化和物的定性鉴定未知化合物的结构分析红外吸收光谱与物质的分子结构有非常密切的关系，两个化合物没有完全相同的红外光谱，只要它们化学结构存在细小的差别，如同系物。同分异构体和空间构象等，红外光谱都有不同。对于定性鉴别红外光谱是最有效的方法。由于红外光谱的特征性强，一般情况下，两个样品的红外光谱完全一致，就是同一个化合物。32 二、红外光谱解析方法了解样品来源和性质纯度需大于98%、灰分;物理化学常数和分子式。充分除去溶剂分子式常可提供许多结构信息。用分子式可以计算不饱和度(U)。U=(2+2n4+n3-n1)/2估计结构式中是否有双键（U=1）、三键（U=2）、芳环（U=4）、脂环等。33 （一）光谱解析方法峰位、峰形和峰强解析一组相关峰，避免孤立解析，才能确认一个官能团的存在。因为多数官能团在中红外区，都有一组相关峰。例-COOH有：OH、C=O、C-O、OH、OH五个相关峰。34 红外光谱的解析顺序先特征区,后指纹区。特征区(4000~1250cm-1；2.5~8.0m):CH、OH、NH、双键、三键的伸缩振动。指纹区(1250~200cm-1;8.0~50m):各种弯曲振动、C-C伸缩振动。以苯环的面外弯曲振动最重要（910~665cm-1）。先最强峰，后次强峰。先确定第一强峰的起源与归属后，依次解析第二、第三强峰…..的起源归属。35 官能团与特征频率的相关表波数(cm-1)振动类型3750～3000νOH、νNH3300～3000ν≡CH>ν=CH≈νArH3000～2700νCH(-CH3,饱和CH2及CH、-CHO）2400～2100νC≡C、νC≡N1900～1650νC=O(酸酐,酰氯,酯,醛,酮,羧酸,酰胺)1675～1500νC=C、νC=N1475～1300βCH,βOH（各种面内弯曲振动）1300～1000νC-O(酚、醇、醚、酯、羧酸)1000～650γ=CH(不饱和碳-氢面外弯曲振动)36 与UV光谱的区别1.同属分子吸收光谱，但起源不同分子吸收光谱UV-VISIR分子发射光谱荧光光谱转动能级之差E=10-4~10-2eV振动能级之差E=0.05~1eV分子中价电子运动E=1~20eV37 与UV光谱的区别2.特征性强，适用范围广UVIR光谱特征简单复杂定性鉴别否定肯定适用范围n*不受此限*测定对象液体固体（气、液也可）38'