药物分析红外吸收光谱.ppt

红外吸收光谱法 红外辐射是1800年被发现的，但由于红外线的检测比较困难，因此直到20世纪初，才较系统地研究了几百种有机和无机化合物的红外吸收光谱，并发现了某些吸收带与分子基团之间存在着相互关系。此时，红外光谱在化学上的价值开始逐渐被人们所重视。到20世纪30年代，化学家们开始考虑把红外光谱作为分析工具的可能性，并且着手研制红外光谱仪。到了50 年代，在化学领域已经开展了大量的红外光谱研究工作，积累了大量纯物质的标准红外光谱图。现在，红外光谱法已经成为有机结构分析中最成熟和最主要的手段之一。 第一节 红外吸收光谱法的 基本原理 振动能级是量子化的，其所吸收的光子的能量hνL必须等于分子振动能级差，即 hνL=ΔEV ① ∵ EV = (V+1/2) hν ∴ ΔEV = ΔVhν ② ∴将①带入②， hνL= ΔVhν ， 即νL= ΔVν 红外辐射频率νL等于分子振动频率ν 的ΔV倍时，才产生红外光谱。 由V=0跃迁至V=1时，νL= ν ，基频峰 （3）变形振动（δ） CO2应出现四个峰： ν（对称）1340cm-1，ν（不对称）2350cm-1， βC=O 666cm-1和г C=O 666cm-1 βC=O和г C=O振动形式不同，频率相同，吸收红外线频率相同，出现一个峰。 红外非活性振动： C≡C K=15N/cm C＝C K=10N/cm u’=6 σ≈1680 cm-1 C－C K=5N/cm u’=6 σ≈1190 cm-1 C－H K=5N/cm （二）基频峰与泛频峰 1. 基频峰：基态（△=0）→第一激发态（△=1） 2. 泛频峰 倍频峰：V=0→ V=2，3- - -产生的峰 分子内部结构因素 电子效应、空间效应、互变异构、氢键、 费米共振 外部因素 物态效应、溶剂效应 ②共轭效应（conjugative effect ；+C或+M ） 诱导效应与共轭效应同时存在，由占主导地位的那一种效应来决定。 第二节 有机化合物的典型光谱 随双键上取代基数目增多移向高频（波数） 乙烯、有对称中心的反式烯烃、四取代烯烃无νC=C峰 没有对称中心的反式烯烃、三取代烯烃νC=C 1680～1665㎝-1，峰尖，强度较弱。 没有对称中心的共轭双烯，产生两个νC=C ν≡CH（～3300cm-1）吸收峰强且锐，易于辨认 νC≡C（2260 ～ 2100cm-1） ν=CH、νC=C、泛频峰、βCH和γ=CH ν=CH 3100～3000 ㎝-1 νC=C1650～1450 ㎝-1常出现2-4个强度不等而尖锐的峰。 1600、1500与ν=CH 结合，可作为芳环存在的依据. 泛频峰：2000 ～1667㎝-1 ，与γ=CH联合鉴别芳环取代情况 γ=CH 910-665cm-1 随相邻H数目的减少，峰位移向高波数（高频） 单取代（5H）:双峰770-730cm-1(vs),710-690cm-1(s) 双取代： 邻(4H):770-735cm-1 (vs) 间(3H、1H):725-650cm-1(s), 810-750cm-1 (vs),900-860cm-1(m) 对(2H):860-800cm-1(vs) 五取代(1H)：900-860cm-1(s) 三取代 ：810-750cm-1 四取代：860-800cm-1 特征峰：C-O-C 的νas和νs 与醇的区别：νOH （1）脂肪醚： νas 1150-1070cm-1 （vs） （2）烷基芳香醚 νas 1275-1200cm-1（vs） 乙烯基醚 νs1075-1020cm-1（s） 饱和νC=O1800㎝-1, 不饱和νC=O1780-1750㎝-1 例：下列化合物在4000～1650㎝-1的IR谱有何 不同？ 特征峰νNH 、νC=O（酰胺I带）、βNH（酰胺Ⅱ带） 例：下列化合物在4000-1650cm-1有何吸收？ 1.νNO2：两个强峰: νas1590～1500㎝-1，νs1390～1300㎝-1 2.νC－N：920～800㎝-1 第三节 红外光谱仪 （2）液体池：液体样品 可拆卸吸收池：不易挥发样品。用于定性分析 光程取决于两个窗片间垫片的厚度。 固定吸收池：窗片间距离