【摘要】 学会这个小技巧,红外解谱事半功倍。我们都知道,红外光谱可以分为四大区域

学会这个小技巧,红外解谱事半功倍。

我们都知道,红外光谱可以分为四大区域:

 

 

我们可以直接在1500 cm-1处将红外光谱分为左右两个区域,左边为官能团区,右边为指纹区。(如下图所示),官能团区,顾名思义,可以指示特征官能团,而指纹区往往需要参考数据库才能判断。

 

 

那么,为什么要划分官能团区和指纹区呢?快看一看以下实例讲解吧。

 

下表展示了部分官能团及其对应的红外振动吸收峰。

我们就通过这张表格来判断酸、醇、酯、酮分子中官能团的差异。

 

 

实例1

 

乙酸(结构式

 

 

上图为乙酸的红外光谱图,在1500 cm-1处将红外谱图分成两部分,左侧可以观察到一个宽峰和一个较窄的峰,对照右上角的表格,可以确定在3000 cm-1左右的峰为酸中的-OH,而1720 cm-1可以断定为C=O。

 

在1300 cm-1处也有一个峰(可能为C-O),但由于其位于指纹区,可能具有误导性,因此需要格外慎重。

 

接下来我们再举一个例子来对比。

 

实例2

 

酯(结构式:

 

 

上图为一种酯分子的红外光谱图,我们仍然在1500 cm-1处将谱图分成两部分,左侧在3000 cm-1左右的窄峰可以确定C-H, 1720 cm-1可以确定为C=O,同样的在1230 cm-1处也有一个峰(也可能为C-O),依然无法准确判断该峰归属。

 

实例3

 

丙酮(结构式

 

 

我们再来看丙酮分子的红外光谱,在1720 cm-1处的吸收峰可以确定为C=O,然而在指纹区的1230 cm-1左右的吸收峰并不是C-O。

 

实例4

 

对比丙醇(Propanol)和乙酸(Ethanoic Acid)的红外光谱图,可以发现-OH在醇中显示更窄的吸收峰,在酸中却显示出非常宽的吸收峰。

 

 

对比以上四个实例,我们可以得出以下结论:

 

首先,将红外谱图划分官能团区和指纹区是及其重要的,官能团区可以很明确地告诉你分子中存在哪些官能团。然而,对于指纹区出现的吸收峰的分析则需要格外慎重。

 

其次,官能团处于不同分子中,由于环境的不同,峰型也有所差异。比如O-H,在乙醇分子中,其峰型较窄,而在酸中,却显示出非常宽的吸收峰。

 

所以,当我们需要鉴别类似的物质的时候,可以通过红外吸收峰的不同,首先判断物质类别,再结合其他表征手段(如核磁、质谱),快速对不同物质进行区分。

 

最后,1500 cm-1处划分区域非常实用,可以直接将不饱和键(双键、三键等)区分开。记住这个小技巧,红外解谱不“迷路”。