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紅外光譜定性分析方法
來源:EWG1990儀器學習網(wǎng) | 作者:admin | 發(fā)布時間: 2023-04-17 | 4585 次瀏覽 | ?? **朗讀正文 ?? ? | 分享到:
反映紅外光譜特征的是譜帶的數(shù)目和位置,譜帶的形狀和譜帶的相對強度,并通過這些特征來獲得化合物結(jié)構(gòu)信息就是光譜的解析。但至今并沒有建立起一套完整的解析圖譜的系統(tǒng)方法。早在1958年日本學者島內(nèi)武彥曾做過使官能團定性分析系統(tǒng)化的嘗試,提出了所謂“八區(qū)法”。南京藥學院主編的《分析化學》一書中對紅外光譜解析程序提出了所謂“四先、四后、一抓”法,即將解析程序歸納為五句話:“先特征,后指紋;先*強峰,后次強峰先粗査,后細找;先否定,后肯定;一抓,即抓一組相關(guān)峰”。這個解析程序,其實質(zhì)就是從特征區(qū)開始,從*強峰入手,先否定可以逐步縮小化合物范圍,并結(jié)合相關(guān)峰,從而確定化合物的類別。目前被大家更多采用的是否定法和肯定法同。如果已知某波數(shù)范圍的譜帶對于某個基團是特征的,那么當這個波數(shù)區(qū)沒有出現(xiàn)譜帶時,可以判斷不存在這個基團。肯定法是根據(jù)某波數(shù)區(qū)出現(xiàn)的譜帶來判斷存在的基團,一般是從強譜帶開始,然后再分析其他較特征的譜帶。當同一波數(shù)區(qū)可能有很多基團都會出現(xiàn)時,就需要根據(jù)一個基團的各種振動頻率,從幾個波數(shù)區(qū)譜帶的組合來判斷某基團的存在。更具體地來說,紅外光譜的初步解析程序大致如下。

**步,首先將整個紅外光譜由高頻區(qū)至低頻區(qū)分為幾個波數(shù)區(qū)段來檢査吸收峰存在的情況。先將紅外光譜區(qū)劃分為特征官能團區(qū)(即4000~133cm—1區(qū))和指紋區(qū)(即1333~667cm—1區(qū)):再將特征官能團區(qū)分為3個波段進行檢査,即4000~2400cm—1區(qū)、2400~2000cm—1區(qū)和2000~1333cm—1區(qū);將指紋區(qū)再分為兩個波數(shù)區(qū)進行檢查,即1333~900m—1區(qū)和900~667cm—1區(qū)。


在做**步分析時可參照表1~表8:表1為負相關(guān)表,在表中所列的波數(shù)范圍若無峰,則不存在相應的基團或化合物;表2~表6為正相關(guān)表,按以上5個波數(shù)區(qū),分別給出了可能存在的官能團或化合物;另外在表7中給出了特征的倍頻或合頻譜帶,在表8中給出了特征的寬譜帶。


利用以上各表中的數(shù)據(jù)可以對紅外光譜做出初步分析,確定該化合物是無機物還是有機物:是飽和的還是不飽和的:是脂肪族、脂環(huán)族、芳香族、雜環(huán)化合物,還是雜環(huán)芳香族可以根據(jù)存在的基團進一步確定為哪一類化合物及可能存在的結(jié)構(gòu)單元,為查找標準譜圖或?qū)ψV圖做進一步分析做準備。


在進行譜圖分析時,有時在判別特征峰的歸屬時會遇到困難,這時需要依靠一些輔助手段,其中比較常用的有:同位素取代法,溶劑移動法,形成復合物法,氫化、成鹽、酯化和酰胺化、酰化等化學方法和模型化合物對比法等。


第二步,在確定了化合物類型和可能存在的官能團與結(jié)構(gòu)單元后,可以按類細致查閱各類化合物的特征吸收譜帶的特征頻率表,并考慮影響特征頻率移動的各種因素:質(zhì)量效應、偶合效應、費米共振、立體因素(包括空間障礙、場效應和環(huán)的張力等)、電性因素(包括誘導效應和中介效應)及氫鍵因素等,進一步研究結(jié)構(gòu)細節(jié)。


第三步,當以上步驟確定了化合物的可能結(jié)構(gòu)后,應對照相關(guān)化合物的標準譜圖或者用標準化合物在同樣條件下繪制紅外譜圖進行對照。一般來說,只有在知道未知樣品的分子式,而且該樣品是僅含有單官能團的簡單化合物的情況下,オ有可能單憑紅外光譜對化合物結(jié)構(gòu)做出確認。通常需要結(jié)合質(zhì)譜、核磁共振波譜,以及元素分析等結(jié)果才能推斷化合物結(jié)構(gòu)。


在解析譜圖時,需注意以下幾點:

①某吸收帶不存在,可以確信某官能團不存在;相反,吸收帶存在時不一定是該官能團存在的確證。

②不需要往往也不可能對光譜中的所有吸收峰指出其歸屬,首先要注意強峰,但也不可忽略某些特征的弱峰和肩峰。

③要注意峰的強度所提供的結(jié)構(gòu)信息,兩個特征峰相對強度的變化有時可為確證復雜官能團的存在提供線索。

④要注意紅外光譜中可能出現(xiàn)的雜質(zhì)等因素引起的多余譜帶和假的吸收譜帶(見表9和表10)。



表1 特征基團頻率的負相關(guān)表


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表2 4000~2400cm-1波數(shù)區(qū)出現(xiàn)的主要特征吸收譜帶

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表3 2400~2000cm_1波數(shù)區(qū)出現(xiàn)的主要特征吸收譜帶

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表4 2000~1333cm_1波數(shù)區(qū)出現(xiàn)的主要特征吸收譜帶

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表5 1333~900cm—1波數(shù)區(qū)出現(xiàn)的主要特征吸收譜帶

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表6 900~667cm—1波數(shù)區(qū)出現(xiàn)的主要特征吸收譜帶

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表7 倍頻或合頻譜帶

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表8 特征寬譜帶

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表9 在紅外光譜中可能出現(xiàn)的多余譜帶

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表10 在任何波長可能發(fā)生的假譜帶

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