官能團定性分析:是根據(jù)化合物的R光譜的特征峰,測定物質(zhì)含有那些官能團,從而確定化合物的類別。
結(jié)構(gòu)分析:是由化合物的IR光譜主,結(jié)合其它性質(zhì)測定有關(guān)化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式或立體結(jié)構(gòu)。在進行化合物的鑒定及結(jié)構(gòu)分析時。
解析紅外光譜儀的三要素(位置,強度和峰形)
在解析紅外光譜儀時,要同注意吸收峰的位置,強度和峰形位置,強度和峰形 。吸收位置是紅外吸收最重要的特點,但在鑒定化合物分子結(jié)構(gòu)時,應(yīng)將吸收峰的位置輔以吸收峰強度和峰形綜合分析。每種有機化合物均顯示若干吸收峰,對大量紅外圖譜中各吸收峰強度相互比較,歸納出各種官能團紅外吸收強度的變化范圍。只有熟悉各官能團紅外吸收的位置和強度處于一定范圍時,才能準確推斷出官能團的存在。
確定官能團的方法
對于任何有機化合物的紅外光譜儀,均存在紅外吸收的伸縮振動和多種彎曲振動。因此,每一個化合物的官能團的紅外光譜儀圖在不同區(qū)域顯示一組相關(guān)吸收峰。只有當(dāng)幾處相關(guān)吸收峰得到確認時,才能確定該官能團的存在。
例1.甲基(CH3):2960cm-1和2870cm-1為伸縮振動,1460cm-1和1380cm-1為其彎曲振動。 例2. 亞甲基(CH2):2920cm-1和2850cm-1為其伸縮振動,1470cm-1和720cm-1為其彎曲振動。 例3. 酯基:νC=O為1750~1725 cm-1,νC-O在1300~1050 cm-1有兩個吸收譜帶。紅外光譜儀解析步驟
(1)根據(jù)確定的分子式,計算不飽和度,預(yù)測可能的官能團。
(2)首先觀察紅外光譜儀的官能團區(qū),找出該化合物可能存在的官能團。
(3)查看紅外光譜儀的指紋區(qū),找出官能團的相關(guān)吸收峰,最后才確定該化合物存在某官能團。
(4)判斷是否芳香族化合物,若為芳香化合物,找出苯的取代位置。
(5)根據(jù)紅外光譜儀指紋區(qū)的吸收峰與已知化合物的紅外光譜儀或標準圖譜對照,確定是否為已知化合物。
(1)首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類型,根據(jù)分子式計算不飽和度。
公式:不飽和度=F+1+(T-O)/2
其中:
F:化合價為4價的原子個數(shù)(主要是C原子);
T:化合價為3價的原子個數(shù)(主要是N原子);
O:化合價為1價的原子個數(shù)(主要是H原子)。
F、T、O分別是英文4,3 1的首字母,這樣記起來就不會忘了
舉個例子:例如苯(C6H6),不飽和度=6+1+(0-6)/2=4,3個雙鍵加一個環(huán),正好為4個不飽和度。
(2)分析3300~2800cm-1區(qū)域C-H伸縮振動吸收,以3000 cm-1為界,高于3000cm-1為不飽和碳C-H伸縮振動吸收,有可能為烯、炔、芳香化合物嗎,而低于3000cm-1一般為飽和C-H伸縮振動吸收。
(3)若在稍高于3000cm-1有吸收,則應(yīng)在2250~1450cm-1頻區(qū),分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動吸收特征峰,其中:
炔 —2200~2100 cm-1
烯 —1680~1 ** 0 cm-1
芳環(huán) —1600、1580、1500、1450 cm-1
若已確定為烯或芳香化合物,則應(yīng)進一步解析指紋區(qū),即1000~650cm-1的頻區(qū),以確定取代基個數(shù)和位置(順反,鄰、間、對)。
(4)碳骨架類型確定后,再依據(jù)其他官能團,如 C=O,O-H,C-N 等特征吸收來判定化合物的官能團。
(5)解析時應(yīng)注意把描述各官能團的相關(guān)峰聯(lián)系起來,以準確判定官能團的存在,如2820、2720和1750~1700cm-1的三個峰,說明醛基的存在。解析的過程基本就是這樣吧,至于制樣以及紅外譜圖軟件的使用,一般的有機實驗書上都有比較詳細的介紹的。
紅外吸收頻率表