红外光谱(三):应用与解析谱图
一、红外光谱的应用
红外光谱主要用于有机化合物的结构鉴定。如果从样品的出处可以大致推测结构,则确认特定原子团或原子团间的结合就比较容易。通过测定已知物与待测样品的红外光谱进行比较,两者应一致。
二、红外谱图解析
1)红外光谱解析的三要素
在解析红外光谱时,要同时注意吸收峰的位置、强度和峰形。以羰基为例。羰基的吸收一般为最强峰或次强峰。如果在1680-1780 cm-1有吸收峰,但其强度低,这表明该化合物并不存在羰基,而是该样品中存在少量的羰基化合物,它以杂质形式存在。吸收峰的形状也决定于官能团的种类,从峰形可以辅助判断官能团。以缔合羟基、缔合伯胺基及炔氢为例,它们的吸收峰位只略有差别,但主要差别在于峰形:缔合羟基峰宽、圆滑而钝;缔合伯胺基吸收峰有一个小小的分叉;炔氢则显示尖锐的峰形。
2)同一基团的几种振动相关峰应同时存在
任一官能团由于存在伸缩振动(某些官能团同时存在对称和反对称伸缩振动)和多种弯曲振动,因此,会在红外谱图的不同区域显示出几个相关吸收峰。所以,只有当几处应该出现吸收峰的地方都显示吸收峰时,方能得出该官能团存在的结论。以甲基为例,在2960、2870、1460、1380 cm-1处都应有C-H的吸收峰出现。以长链CH2为例,2920、2850、1470、720 cm-1处都应出现吸收峰。
3)谱图解析顺序
根据质谱、元素分析结果得到分子式。由分子式计算不饱和度U。
U=四价元素数 -(一价元素数/2)+(三价元素数/2)+ 1
如苯,U=6-6/2+1=4
可以先观察官能团区,找出存在的官能团,再看指纹区。如果是芳香族化合物,应定出苯环取代位置。
根据官能团及化学合理性,拼凑可能的结构。
进一步的确认需与标样、标准谱图对照及结合其它仪器分析手段得出的结论。
标准红外谱图集最常见的是萨特勒(Sadtler)红外谱图集。目前已建立有红外谱图的数据库方便检索。