2.4 特点与应用

红外光谱在物质的定性分析中应用较为广泛,它操作简便、分析速度快、样品用量少且不破坏样品,能提供丰富的结构信息,红外光谱法往往是对物质进行定性分析时优先考虑的手段。对有机化合物的红外光谱进行解析,首先进行不饱和度计算,然后根据原理中提到的官能团区和指纹区可对图谱信息进行定性分析。

不饱和度Ω的计算公式为:

式中,n1n3n4分别为分子中一价、三价和四价原子数目。

不饱和度与结构的规律为:若Ω=0,表示分子是饱和的,为链状烃及其不含双键的衍生物;若Ω=1,表示分子含有双键或饱和环状结构;Ω=2,表示分子中可能含有叁键或2个双键;若Ω=4,表示分子中可能含有苯环;若Ω=5,则可能含苯环及双键等。

一般解析红外谱图时,遵循“四先”“四后”“相关”法。(先特征区,后指纹区;先最强峰,后次强峰;先粗查,后肯定;抓住一组相关峰,避免孤立解析;对照验证。)

应用示例:亚麻籽油红外光谱。

测定结果如图2-7所示。

图2-7 亚麻籽油红外光谱图

图中吸收峰信息如表2-2所示:

表2-2 亚麻籽油红外吸收光谱图吸收峰

为了从红外谱图中获取正确的信息和合理的解释,尚需注意以下几点。

①应了解样品的来源、用途、制备方法、分离方法、理化性质、元素组成,以及其他光谱分析数据如UV、NMR、MS等有助于对样品结构进行归属和辨认的信息。

②注意红外谱图中的峰位、强度和峰形三个要素,吸收峰的波数和强度都在一定范围时,才可推断某些基团的存在。

③在谱图解析时还应注意同一基团出现几个吸收峰之间的相关性。例如,醇羟基吸收峰应在3300cm-1附近和1050~1150cm-1附近同时出现吸收峰。

④对化合物结构的最终判定必须借助于标准样品或标准谱图。Sadtler谱图库收集达20余万张标准化合物的红外谱图。亦可用计算机网络检索。