Phương pháp phổ hồng ngoại trong phân tích cấu trúc hoá lý

PHỔ HỒNG NGOẠI
(PHỔ IR)
NGUYÊN TẮC CỦA PHỔ IR

=

f
c2
1
c : vận tốc ánh sáng (cm s
1
)

: tần số dao động nối (cm
1
)
f : hằng số lực (dyne cm
1
)

21
21
mm
mm



Định luật Hooke:
SỰ PHỤ THUỘC CỦA

VÀO f VÀ


– CÁC VÙNG PHỔ IR
Fingerprint region
VÍ DỤ PHỔ HỒNG NGOẠI
VÙNG XH (X = C, N, O) TRONG PHỔ IR
DẢI IR CỦA NỐI NH
DẢI IR CỦA NỐI OH
DẢI IR CỦA NỐI OH
DẢI IR CỦA NỐI OH
DẢI IR CỦA NỐI CH
QUAN TRỌNG NHẤT LÀ VÙNG NỐI ĐÔI
CƯỜNG ĐỘ HẤP THU IR
Cường độ hấp thu IR phụ thuộc vào momen lưỡng cực
Weak or invisible bands
Strong bands
CÁC HẤP THU TRONG VÙNG DẤU TAY
PHỔ IR – TÓM TẮT
Some characteristic infrared absorption frequencies

BOND COMPOUND TYPE FREQUENCY RANGE, cm
-1


C-H alkanes 2850-2960 and 1350-1470

alkenes 3020-3080 (m) and

RCH=CH2 910-920 and 990-1000

R2C=CH2 880-900

cis-RCH=CHR 675-730 (v)

trans-RCH=CHR 965-975

aromatic rings 3000-3100 (m) and

monosubst. 690-710 and 730-770

ortho-disubst. 735-770

meta-disubst. 690-710 and 750-810 (m)

para-disubst. 810-840 (m)

alkynes 3300


O-H alcohols or phenols 3200-3640 (b)


C=C alkenes 1640-1680 (v)

aromatic rings 1500 and 1600 (v)


C≡C alkynes 2100-2260 (v)


C-O primary alcohols 1050 (b)

secondary alcohols 1100 (b)

tertiary alcohols 1150 (b)

phenols 1230 (b)

alkyl ethers 1060-1150

aryl ethers 1200-1275(b) and 1020-1075 (m)


all abs. strong unless marked: m, moderate; v, variable; b, broad
GIẢI PHỔ IR
Chỉ tập trung vùng > 1500 cm
-1
CÁC BƯỚC GIẢI PHỔ IR
1. Có nhóm C=O không?

 1820-1660 cm
-1
 cường độ lớn
 độ rộng trung bình
2. Có C=O

COOH NH COOR (RCO)
2
O CHO CO
Mũi
rộng

của O-H
3400
-
2400

-
Mũi
trung bình
N
-H 3400-3300

-
NH hay NH
2
?

Mũi
cao C-
O
1300-1000
Mũi

cao C=O
1810-1760

Mũi trung
bình C-H
2850-2750

Còn lại

CÁC BƯỚC GIẢI PHỔ IR
3. Không có C=O

ROH C=C ArOH
-
Mũi rộng O-H 3600-
3300
-
Mũi C-O 1300-1000
-
Mũi thấp C=C
1650
-
Các mũi C-H bên
trái
3000
-
Các mũi TB-cao C=C 1650-1450

-
Các mũi C-H bên trái 3000
4. Có nối ba không?

CN CC
-
Mũi nhọn TB CN
2250

-
Mũi nhọn thấp CC 2150
-
Mũi C-H khoảng 3300 (alkyne đầu mạch)
CÁC BƯỚC GIẢI PHỔ IR
5. Có nhóm NO
2
không?

Hai mũi cao NO
2
1600-1500 và 1390-1300

6. Không có nhóm chức nào  alkane

Phổ đơn giản với các mũi C-H bên phải 3000 và các mũi
khoảng 1450, 1375

CÁC BƯỚC GIẢI PHỔ IR – VÍ DỤ
C=O
N-H
CN
C-H
toluene
IR spectra of ALKANES
C—H bond “saturated”
(sp
3
) 2850-2960 cm

-1

+ 1350-1470 cm
-1


-CH
2
- + 1430-1470
-CH
3
+ “ and 1375
-CH(CH
3
)
2
+ “ and 1370, 1385
-C(CH
3
)
3
+ “ and 1370(s), 1395 (m)
n-pentane
CH
3
CH
2
CH
2
CH

2
CH
3











3000 cm
-1

1470 &1375 cm
-1

2850-2960 cm
-1

sat’d C-H
CH
3
CH
2
CH
2

CH
2
CH
2
CH
3

n-hexane
2-methylbutane (isopentane)