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红外吸收光谱法——谱图解析实例(二)

2020.2.21

  ③按波数自高至低的顺序,对吸收峰进行解析。首先由3075cm-1出现小的肩峰说明存在烯烃vC-H伸缩振动,在1640cm-1还出现强度较弱的vC=C伸缩振动,由以上两点表明此化合物为一烯烃。

  ④在3000~2800cm-1的吸收峰表明有-CH3、-CH2-存在,在2960cm-1、2920cm-1、2870cm-1、2850cm-1的强吸收峰表明存在-CH3和-CH2-的vC-H(as)、vC-H(s),且-CH2-的数目大于-CH3的数目,从而推断此化合物为一直链烯烃。在715 cm-1出现的小峰,显示-CH2-的面内摇摆振动δ-CH2-,也表明长碳链的存在。

⑤在980cm-1、915cm-1的稍弱吸收峰为次甲基和亚甲基产生的面外弯曲振动γC-H

  ⑥在1460cm-1吸收峰为-CH3、-CH2-的不对称剪式振动δC-H(as) ;1375cm-1为-CH3的对称剪式振动C-H(s),其强度很弱,表明-CH3的数目很少。

由以上解析可确定此化合物为1-十二烯,分子式为

  例2某未知物分子式为C4H10O,试从其红外吸收光谱图(图2)推断其分子结构。

  图2未知物C4H10O的红外光谱图

  解:

(1)由分子式计算它的不饱和度:,表明其为饱和化合物。

  (2)谱图解析

  ①由谱图可看到1900~1650cm-1无vC=O的强吸收峰,在1300~1000cm-1无vas,C-C-C的弱吸收峰,但有强吸收峰,可初步判定此化合物不是羧酸、酸酐、酯、酰胺、醛和酮。

  ②在3500~3100cm-1未出现vN-H的中强度双峰,表明无铵存在;但在3350cm-1出现强吸收的宽峰表明存在vO-H伸缩振动,其已移向低波数表明存在醇的分子缔合现象。

  ③在2960cm-1、2920cm-1、2870cm-1吸收峰,表明存在-CH3、-CH2-的伸缩振动vC-H

  ④1460cm-1吸收峰,表明存在-CH3、-CH2-的不对称剪式振动δC-H(as)

  ⑤1380cm-1、1370cm-1的等强度双峰,表明存在C-H的面内弯曲振动δC-H,其为异丙基分裂现象。

  ⑥1300~1000cm-1的一系列吸收峰表明存在C-O的伸缩振动vC-O,即有一级醇-OH存在。

由以上解析可确定此化合物为饱和的一级醇,存在异丙基分裂。可确定其为异丁醇,分子式为

 

  例3 分子式为C8H8O的未知物,沸点为220℃,由其红外吸收光谱图(图3)判断其结构。

  图3未知物C8H8O的红外光谱图

  解:

(1)从分子式计算不饱和度:,估计其含有苯环和双键(或环烷烃)。

  (2)谱图解析

  ①在1680cm-1呈现vC=O的强吸收峰,可能为羧酸、酸酐、酯、酰胺、醛、酮等化合物。因分子式中无氮,可排除酰胺;在3300~2500cm-1,无vO-H的宽吸收峰,可排除羧酸;在2820cm-1和2720cm-1无vC-H和δC-H倍频共振的双吸收峰,可排除醛;在1830cm-1和1750cm-1无vC=O的羰基振动耦合双峰,可排除酸酐。

  由于在1200~1000cm-1存在3个弱吸收峰,可能为vas,C-C-C或vC-O伸缩振动吸收峰,因此,此化合物可能为酮或酯。

  ②1600cm-1、1580cm-1、1500cm-1处的3个吸收峰是苯环骨架伸缩振动vC=C的特征,表明分子中有苯环。

  ③在1265cm-1呈现的强吸收峰为芳酮特征,其为羰基和芳香环的耦合吸收峰。

  ④在3000cm-1以上仅有微弱的吸收峰,表明分子中仅含少量的-CH3或-CH2-。

  ⑤在2000~1700cm-1仅有微弱的吸收峰,其为γC-H面外伸缩振动,是苯衍生物的特征峰。

  ⑥1380cm-1吸收峰,表明有-CH3的面内弯曲振动(对称剪式振动)δC-H(s) 。

  ⑦900~650cm-1的吸收峰,为苯环C-H面外弯曲振动γC-H,750cm-1、690cm-1的2个强吸收峰,表明化合物为单取代苯。

由以上解析可知,此化合物为苯乙酮,分子式为

  例4某未知物的分子式为C6H15N,试从其红外吸收光谱图(图4)推断其结构。

  解:

(1)由分子式计算其不饱和度:,其为饱和化合物。

  (2)谱图解析

  图4未知化合物C6H15N的红外光谱图

  ①谱图中在1900~1650cm-1无vC=O的强吸收峰,且分子式中无氧,可判定此化合物不是羧酸、酸酐、酯、酰胺、醛和酮。

  ②由3330cm-1和3240cm-1出现vN-H的2个中等强度吸收峰,可初步判断它可能为胺类。在1606cm-1呈现δN-H的特征中等强度宽峰,在1072cm-1呈现vC-N弱吸收峰和在830cm-1呈现的γN-H宽吸收峰,都进一步确证此化合物为胺类。

  ③在3000~2800cm-1出现的分裂的强吸收峰,表明存在-CH3、-CH2-的伸缩振动vas,C-H和vs,C-H ;在1473 cm-1出现强峰为-CH3、-CH2-面内弯曲振动δas,C-H;在1382 cm-1出现中等强度的单峰为-CH3面内弯曲振动δs,C-H;在723cm-1出现的中强吸收峰,为4个以上-CH2-直接联结时的平面摇摆振动φCH2。

  由以上解析,可确定此化合物为正己胺,分子式为CH3(CH2)5NH2

  例5某未知物的分子式为C6H10O2,试从其红外吸收光谱图(图5)推断其结构。

  图5未知物C6H10O2的红外光谱图

  解:

(1)由分子式计算其不饱和度:其可能含有1个三键或2个双键。

  (2)谱图解析

  ①谱图中在1900~1650cm-1有一个vC=O的强吸收峰,且分子有2个氧原子,并在1300~1100cm-1有一vC-O强吸收峰,表明其为典型的羧酸酯类化合物。

  ②在2200~2100cm-1无vC≡C的尖锐吸收峰,在3300~3100cm-1无vC≡C-H的尖锐吸收峰,表明其不是炔类化合物。

  ③在1680~1620cm-1有强度较弱的肩峰,表明其为vC-C的较弱吸收峰,此化合物可能为不饱和脂肪酸酯。

  ④在2900~2800cm-1有一弱的吸收峰,其为甲基vC-H(s)吸收峰和亚甲基vC-H(s)吸收峰,表明分子中含有-CH3和-CH2-。

  ⑤在1460cm-1有弱吸收峰,为甲基和亚甲基的δC-H(as)吸收峰;在1380cm-1吸收峰为甲基δC-H(s)。吸收峰;在910cm-1吸收峰为亚甲基γC-H吸收峰。

由以上解析、分子式及不饱和度,可推断此化合物为2-甲基丙烯酸乙酯,分子式为



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