ИК-спектроскопия, ч. III

Физико-химические методы исследования
биологически активных веществ
Лекция № 6
• ИК-спектры кислородсодержащих
органических соединений
– Гидроксилсодержащие соединения
– Простые эфиры
– Карбонилсодержащие органические
соединения
• Примеры решения задач
Органические соединения, содержащие кислород
Гидроксилсодержащие соединения
nО-Н 3600-3000 см-1
С-О
1200-1000см-1
С-О-Н 1400-1000 см-1
Свободная, неассоциированная
гидроксильная группа спиртов и
фенолов имеет узкую полосу
поглощения в области 3670-3580 см-1
В спектре полиассоциатов наблюдается
широкая полоса в области 3400-3200 см-1
О-Н 1400-1250 см-1
ИК-спектры в области 3600-3000 см-1 дают возможность исследовать
водородные связи в органических соединениях. Исследование
зависимости положения и интенсивности полос поглощения в этой
области от концентрации гидроксилсодержащего соединения
позволяет определить характер водородной связи.
Простые эфиры
В области 1200-1000 см-1 у простых эфиров появляется интенсивная
полоса поглощения, связанная с участием в колебании полярной связи
С-О-С
Положение полосы непостоянно, зависит от структуры эфира.
Простая эфирная связь не может однозначно быть доказана по
ИК-спектрам поглощения
Органические соединения, содержащие -С=О группу
Данное поглощение
обусловлено
характеристическими
колебаниями с участием
группы С=О
По положению полосы
поглощения nС=О можно
делать заключение о типе
карбонильного
соединения:
Алифатические альдегиды: 1740-1720 см-1
Насыщенные кетоны с открытой цепью:1725-1705 см-1 = 300-600
Карбоновые кислоты: 1790-1770 см-1 =1500
Сложные эфиры: 1750-1735 см-1
Галоид ангидриды: 1815-1770 см-1
Анионы карбоновых кислот:1680-1610 см-1 и 1400-1300 см-1
Полоса валентных колебаний карбонильной группы очень
чувствительна к изменению физического состояния соединения
Карбоновые кислоты
(неполярный растворитель):
1790-1770 см-1 =1500
Для жидких жидких карбоновых
кислот (С=О димера):
1720-1700 см-1
1689 см-1
В твердом состоянии, когда
ассоциация еще сильнее,
полоса поглощения
карбонильной группы
смещена около 30 см-1 в
длинноволновую область
1743 см-1
1229 см-1
Для сложных эфиров поглощение карбонильной группы: при 1750-1735 см-1
В спектрах эфиров в области 1300-1050 см-1появляется одна или несколько
интенсивных полос, вызванных колебаниями с участием С-О-С эфирной связи,
т.н. «эфирная полоса»
Галоид
ангидриды:
1815-1770 см-1
Анионы карбоновы
кислот:
1680-1610 см-1
1400-1300 см-1
Самостоятельно:
1. Рассмотреть тему «Использование ИКспектроскопии для идентификации
азотсодержащих- и серосодержащих
органических соединений».
2. Оформите конспект по образцу
прослушанных Вами лекций. Необходимые
спектральные данные возьмите из выданного
Вам учебного пособия.
Потренируемся!
Сопоставьте спектр поглощения со структурой
следующего соединения:
CH3CH2C(CH3)=C(CN)COOC2H5
Решение: спектр поглощения соответствует предложенной структуре:
2220 см-1 ν С≡N; 1725 см-1 ν С=O; 1210 см-1 – колебания с участием связи С-О
Другие колебания:
2940 см-1 ν С-H; 1600 см-1 ν С=C; 1471, 1380 см-1 δ CH3
Сопоставьте предложенный спектр поглощения со структурой
следующего соединения:
O
Ответ обоснуйте.
H2N
Решение: 3448, 3444 см-1 – n NH2
1630 см-1 – d NH2
1600, 1500 см-1 – колебания
бензольного кольца
S
O
NO2
1522 см-1 nasNO2
1350 см-1 nsNO2
1300 см-1 nasSO2
1148 см-1 nsSO2