• Название:

    Тарасевич Б. Н. "Инфракрасные спектры основных классов органических соединений"


  • Размер: 4.13 Мб
  • Формат: PDF
  • или
  • Сообщить о нарушении / Abuse

Установите безопасный браузер



    Предпросмотр документа

    Тарасевич Б.Н., МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии

    МГУ имени М.В. Ломоносова, химический факультет,
    кафедра органической химии.

    доц. Тарасевич Б.Н.

    ИК спектры основных классов органических
    соединений.
    Справочные материалы.

    Москва 2012

    2

    Тарасевич Б.Н., МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии

    Введение
    В настоящее время в области спектрометрической
    идентификации органических соединений сложилась
    парадоксальная ситуация. С одной стороны в интернете, на дисках и
    в рамках программного обеспечения ИК спектрометров существуют
    доступные для пользователей массивы справочных данных в виде
    ИК спектров. В этих условиях роль такого, казалось бы архаичного
    инструмента, как таблицы должна сойти на нет. Однако, этого не
    происходит. Справочные таблицы незаменимы в процессе освоения
    метода ИК спектроскопии при решении учебных задач, табличными
    данными пользуются неспециалисты при эпизодическом обращении
    к ИК спектрам. Поисковые и экспертные системы зачастую выдают
    результат в виде нескольких альтернативных структур и
    окончательный выбор осуществляется пользователем с
    использованием таблиц или литературных данных.
    При интерпретации ИК спектров важно обращать внимание
    не только на положение максимумов характеристических полос, но
    и на их интенсивности, форму, расположение относительно других
    полос. Нижеприведённые таблицы снабжены рисунками схематическими изображениями характеристических участков
    спектров отдельных классов органических соединений и
    фрагментами ИК спектров реальных соединений, что на наш взгляд
    должно помочь при интерпретации. Автор будет благодарен
    читателям за пожелания и замечания.
    При составлении настоящих таблиц автор использовал
    следующие известные издания:
    1. Э.Преч, Ф.Бюльманн, К.Аффольтер, Определение строения
    органических соединений, изд. “Мир”, “БИНОМ лаборатория
    знаний”, М.,2006;
    2. Л.Беллами, Инфракрасные спектры сложных молекул, ИЛ,
    М.,1963;
    3. Л.Беллами, Новые данные по ИК спектрам сложных
    молекул, изд. “Мир”, М.,1971;
    4. К.Накамото, ИК спектры и спектры КР неорганических и
    координационных соединений, изд. “Мир”, М., 1991;

    Обозначения и сокращения
    ar
    аs
    comb
    hal
    ip
    oop
    sh
    st
    sy
    эксп



    с.
    ср.
    пер.
    сл.
    оч. сл.
    шир.

    ароматическое колебание
    антисимметричное колебание
    комбинационная частота
    галоген
    плоскостное колебание (in plane)
    внеплоскостное колебание (out of plane)
    плечо полосы (shoulder)
    валентное колебание (streth)
    симметричное колебание
    эксперимент
    деформационное колебание
    скелетное колебание
    частота, валентное колебание
    сильная полоса
    полоса средней интенсивности
    полоса переменной интенсивности
    слабая полоса
    очень слабая полоса
    широкая полоса

    Тарасевич Б.Н., МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии

    Оглавление
    Введение………………………………………………………………………………………………………………….……………...2
    Колебания связей С-Н в алканах……………………………………………………………………………………….………………4
    Алкены…………………………………………………………………………………………………………………….……………..5
    Кумулированные двойные связи……………………………………………………………………………………….………………8
    Алкины………………………………………………………………………………………………………………….………………..9
    Ароматические соединения……………………………………………………………………………………………………….…...11
    Спирты и фенолы……………………………………………………………………………………...…………….………………….12
    Простые эфиры, эпоксиды, перекиси………………………………………………………………………………...……………….14
    Альдегиды и кетоны……………………………………………………..……………………………………………………………..16
    Карбоновые кислоты…………………………………………………………………………………………………………………...19
    Сложные эфиры и лактоны…………………………………………………………………………………………………………….21
    Производные карбоновых кислот……………………………………………………………...……………………………………...23
    Амиды кислот, пептиды, лактамы, уретаны( карбаматы)…………………………………………………………………………...25
    Аминокислоты, белки………………………………………………………………………………………………………………….28
    Амины, имины и их соли………………………………………………………………………………………………………………29
    Непредельные азотсодержащие соединения…………………………………………………………………………………………31
    Соединения, содержащие связи азот-кислород………………………………………………………………………………………33
    Гетероциклические cоединения……………………………………………………………………………………………………….36
    Галогенпроизводные органических соединений……………………………………………………………………………………..37
    Серосодержащие функциональные группы…………………………………………………………………………………………..39
    Металлоорганические соединения. Металлоалканы…………………………………………………………………………………41
    Частоты валентных колебаний (см-1) связей углерод-углерод и металл-углерод в винильных и ацетиленовых
    металлоорганических соединениях……………………………………………………………………………………………………42
    Частоты валентных колебаний (см-1) связей металл-углерод N(МС) и металл-галоген N(МX) в
    металлгалогенидных соединениях……………………………………………………………………………...…………….……….43
    Частоты колебаний связей металл-кольцо n(MK) в циклопентадиенильных комплексах МСр2 (D5d или D5h)………….………..44
    Частоты колебаний (см-1) металл-кольцо n(MK) в дибензольных комплексах МPh2………………………………….……….….44
    Частоты колебаний (см-1) С=О и М-С в моноядерных карбонилах металлов…………………………………….………………..44
    Соединения бора………………………………………………………………………………………………………………………..45
    Фосфорорганические соединения……………………………………………………………………………………………………..46
    Кремнийорганические соединения……………………………………………………………………………………………………48
    Неорганические ионы и молекулы…………………………………………………………………………………………………….50
    Влияние изотопического замещения на частоты колебаний………………………………………………………………………...52

    3

    4

    Тарасевич Б.Н., МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии

    Alk

    Колебания связей С-Н в алканах

    Поглощение в циклических алканах.

    Поглощение в алканах.
    СТРУКТУРНЫЕ
    ФРАГМЕНТЫ

    ВОЛНОВЫЕ ЧИСЛА СМ -1
    (ДЛИНА ВОЛНЫ МКМ)
    2

    ТИПЫ КОЛЕБА-НИЙ,
    (ИНТЕНСИВ-НОСТИ)
    3

    1

    -CH3

    КОММЕНТАРИИ
    4

    2975-2950 (3,36-3,39)
    2885-2860 (3,47-3,50)
    1470-1435 (6,80-6,97)
    1385-1370 (7,22-7,30)

    as с.
    s (с.)
    as (ср.)
    s (с.)

    Для присоединённых к гетероатомам СН3 групп:
    O-CH3 2830-2815 см-1, N-CH3 2820-2730 см-1
    C-CH3 1375 см-1, N-CH3 1426 см-1, O-CH3 1455 см-1,
    P-CH3 1299 см-1, S-CH3 1325 см-1

    -CH2-

    2940-2915 (3,40-3,45)
    2870-2845 (3,49-3,52)
    1480-1440 (6,76-6,94)

    as (c.)
    s (c.)
    , (ср.),
    СН2 ножничное

    (CH2)x

    720-740 (13,89-13,50)

    , (ср.),
    СН2 маятниковое

    Иногда дублет в твердом состоянии (полиэтилен).

    -CH2- в
    циклопропане

    3080-3040 (3,25-3,29)
    1020-1000 (9,80-10,0)

    as (cр.)
    скелетное (ср.)

    То же для эпоксисоединений.

    , (ср.),
    , (ср.),

    Две полосы примерно
    равной интенсивности.

    C(CH3)2
    -C(CH3)3

    1385-1370 (7,22-7,30)
    1370-1365 (7,30-7,33)
    1145 (8,73), 1179(8,55)
    1395-1385 (7,17-7,22)
    1365 (7,33)

    В случае –СН2-СО- проявляются в виде сильных узких полосв
    области 1400-1440 см-1

    Две полосы с отношением
    интенсивностей примерно 1:2.

    5

    Тарасевич Б.Н., МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии

    Пример. ИК спектр дизельного топлива (смесь углеводородов).

    Пример. ИК спектр декалина.

    C=C

    Алкены.

    Поглощение в алкенах.

    HRC=CH2

    Валентные колебания связей С-Н в алкенах
    3095-3010 (3,29-3,32)
    В эту область попадают валентные колебания С-Н
    as ср.
    2975 (3,37)
    ароматических, гетероароматических, малых циклов,
    s ср.
    3040-3010 (3,29-3,32)
    галогенированных алкильных групп.
    C-H ср.

    6

    Тарасевич Б.Н., МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии

    RR’C=CH2
    3095-3075 (3,23-3,25)
    C-H ср.
    HRC=CR’H
    3040-3010 (3,20-3,32)
    C-H ср.
    цисHRC=CR’H
    3040-3010 (3,29-3,32)
    C-H ср.
    трансДеформационные колебания связей С-Н в алкенах и типы замещения при двойных связях

    HRC=CH2

    1850-1800 (5,41-5,56)
    1420-1410 (7,04-7,09)
    1300-1290 (7,69-7,75)
    995-985 (10,05-10,15)
    915-905 (10,93-11,05)

    RR’C=CH2

    1800-1750 (5,56-5,62)
    1420-1410 (7,04-7,09)
    895-885 (11,17-11,30)

    HRC=CR’H
    цис-

    1420-1400 (7,04-7,14)
    730-665 (13,70-15,04)

    HRC=CR’H
    транс-

    1310-1290 (7,63-7,75)
    980-960 (10,20-10,42)

    RR’C=CR’’H

    Обертон
    CH плоское
    CH плоское
    CH неплоское
    CH неплоское

    Концевая винильная группа.
    Частоты плоских колебаний попадают в область С-С
    и С-Н в насыщенных соединениях, они имеют
    пониженную по сравнению с неплоскими колебаниями
    интенсивность.

    Обертон

    CH плоское

    Концевая метиленовая группа.

    CH плоское
    CH неплоское
    CH плоское
    CH неплоское
    CH неплоское

    Тризамещение при двойной связи, слабая полоса.
    850-790 (11,76-12,66)
    Наиболее характеристичными являются полосы неплоских деформационных колебаний в области 1000 – 650 см-1.

    C=C

    Валентные колебания связей С=C в алкенах
    C=C несопряж.

    1680-1620 (5,95-6,17)

    пер.

    Как правило малоинтенсивная полоса.

    HRC=CH2

    1645-1640 (6,08-6,10)

    ср.

    Концевая винильная группа.

    RR’C=CH2

    1660-1640 (6,02-6,10)

    ср.

    Концевая метиленовая группа.

    HRC=CR’H цис-

    1665-1635 (6,01-6,12)

    ср.

    HRC=CR’H транс-

    1675-1665 (5,97-6,00)

    ср.

    Интенсивность понижается при увеличении симметрии молекулы, в
    симметричных структурах полоса может отсутствовать.

    RR’C=CR’’H

    1675-1665 (5,97-6,00)

    пер.

    Тризамещение при двойной связи.

    7

    Тарасевич Б.Н., МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии

    RR’C=CR’’R’’’
    Диены
    Полиены
    С=С, соряженная с
    фенилом
    С=С, соряженная с
    С=О
    F2C=C

    1690-1670 (5,92-5,99)
    1650 (6,06)
    1600 (6,25)
    1650-1580 (6,06-6,33)

    сл.

    Тетразамещение при двойной связи.
    Две полосы, интенсивность полосы ~1650 см-1 повышена. В трансбутадиене-1,3 одна полоса asС=С ~1600 см-1.
    Широкая полоса.

    ~1625 (~6,16)

    с.

    Повышенная интенсивность, может наблюдаться полоса 1590 см-1.

    1660-1580 (6,02-6,33)

    с.

    Повышенная интенсивность.

    -

    В группе –НС=СН-СF3 влияния F не наблюдается.
    При присоединении к С=С Cl, Br, I част