Органическая химия - Гуревич П.А.
Скачать (прямая ссылка):
4. Область двойной связи - 1430-1950 см1. При анализе спектра в этой области желательно рассматривать и другие области спектра. Так. органические кислоты и обычные альдегиды легко идентифицируют по полосе поглощения карбонильной группы и по поглощению групп ОН или CH. Сложные эфиры, кроме полосы валентных колебаний С^О, имеют сильное поглощение группы С-О-С (1100 - 1200 см ')• Сильное поглощение в интервале 1540-1650 см-1 может указывать на ионизованную карбонильную группу, на плоскостные деформационные колебания NH в аминах, валентные колебания N=0 в нитратах или валентные колебания С=0 в амидах. В ароматических соединениях наблюдаются три резкие полосы в области 1450-1650 см1. Им сопутствует более слабое поглощение около 1000-1200 см'1 и характеристические внеплоскостные деформационные колебания С-Н около 670-900 см1. Число и положение заместителей бензольного кольца обычно можно установить по поглощению в области 670 - 900 см-1 или по обертонам и составным частотам в интервале 1660-2000 см"1.
5. Область "отпечатков пальцев" - ниже 1500 см1. Колебательный спектр - вероятно, уникальное в своем роде физическое свойство. Не существует двух соединений, за исключением оптических изомеров, с различными структурами, но с одинаковыми спектрами. В большинстве случаев спектр является "отпечатком пальцев" молекулы, который легко отличим от спектров других молекул. Отметим некоторые характеристические колебания, проявляющиеся в этой области. Валентное колебание C-F около 1200 смт1, валентные колебания С-О-С в простых и сложных эфирах около 1200 см-1, валентные С-0 и деформационные ОН колебания в спиртах в интервале 1000-1260 см-1, валентные колебания Р=0 около 1200 см-1, валентные колебания SiO в области 1000-1100 см"1 и валентные колебания CCI около 700-800 см1.
Качественный анализ включает и последовательный анализ спектра по корреляционным таблицам, назначение которых - подсказать возможные соединения и структуры, которые можно использовать в дальнейших интерпретациях и исследованиях спектра. Корреляционные табли-
123
цы обусловлены существованием характеристических колебаний. Они указывают наиболее вероятную область появления частоты поглощения (определенную эмпирически в результате изучения большого числа известных структур), когда известно, что в молекуле присутствует определенная группа. Так как точное положение частоты зависит от многих факторов, области поглощения могут быть широкими и перекрываться.
Корреляционные таблицы приведены в специальных работах. Необходимо представить себе пределы применения этих таблиц, иначе можно впасть в заблуждение и получить ошибочные результаты. Важно иметь в виду следующие ограничения:
1. На основании корреляционных таблиц однозначные структурные определения обычно невозможны, поскольку имеют место перекрывания областей поглощения; возмущения, влияющие на характеристические частоты; в таблицах представлены не все, а только наиболее характеристические полосы.
2. Спектр исследуемого вещества должен быть зафиксирован при тех же условиях, которые использовались при составлении таблиц.
3. При интерпретации спектра следует рассматривать не отдельные полосы и линии, а спектр в целом. Например, карбонильные группы могут давать слабый обертон, который ошибочно можно принять за следы группы ОН. Сильные полосы поглощения в области 690-870 см-1 могут указывать на присутствие ароматических групп. Однако, если им не сопутствуют резкие полосы около 1450-1600 см-1 и 1100 см-1, то они, вероятно, обусловлены наличием некоторых других групп, например, С-С1.
4. Контуры и относительные интенсивности полос и линий в спектрах ИК и КР могут иметь такое же или еще большее значение, чем их частоты. Например, полоса поглощения связи С=С около 1650 см-1 резкая, и ее невозможно спутать с полосой поглощения С=0 в группе С(0)1МН2 (полоса амид 1), которая попадает в это же место.
124
Таблица 1
Характеристические частоты колебаний некоторых классов органических соединений
Класс соединений Фрагмент молекулы v, см'1 Интенсивность Полосы3 Тип Колебаний
Углеводороды
Алканы СН3] I2910-3000 с. v„C-H
офі- <j 2845-2960 с. v,C-H
сні [Частоты vas и v, гетероатомом. понижаются, если Alk" связан с
1435-1480 с. 5„С-Н
1320-1385 с. 5S С-Н: для С(СН3)2-дублет.
Для группы СН vch и 5сн - слабые полосы.
-(CH2)„-, n>4 720-750 с. Колебания углеродного скелета. 8
c-c 1145,1170 Ср. 5 С(СН3)2
1210, 1250 с. 5 С(СН3)з
Алкены C=CH 3010-3095 Ср. vC-H
c=c 1635-1690° Сл.-ср. vC=C
Производные с — CH 3020-3100 Сл.-ср. vC-H
бензола с — с 1400-1500І Две полосы:
1585-1600} Сл.-ср. vC-C
J Замещение протонов кольца
приводит к появлению дополнительных полос поглощения в областях 675-900 и 1665-2000 см"1.
125
Продолжение табл. 1.
Класс соединений Фрагмент молекулы v, см"1 Интенсивность Полосыа Тип Колебаний
Кислородсодержащие соединения
Спирты и ЮН 3560-3670 П. и. уО-Н
простые эфнры При водородном связывании частота понижается до 3200-3600 см"1.
1260-1410" с. 80-Н
