Характеристические частоты поглощения органических соединений в ИК-области

Характеристические частоты поглощения органических соединений в ИК-области [c.527]

Исследование ИК спектров болыиого числа органических соединений показало, что одни и те же функциональные группы, входящие в их состав, имеют практически одни и те же частоты колебаний. Такие группы отличаются определенной автономностью и ведут себя независимо от остальной части молекулы. Соответствующие им частоты колебания называют характеристическими (см. Приложение, табл. 1) и используют для индентификации функциональных групп. К таким колебаниям относятся, иапример, валентные колебания связей С=0 (1740—1720 см ), С=С (1680—1620 см- ), С-Н (3100—2850 см ). О—Н (3600— 3200 см ) и др. Сравнение полос поглощения (частот колебаний) исследуемого веи1,ества с полосами поглощения соединений, строение которых установлено ранее, позволяет определить структуру нового вещества. Особый интерес представляет область 1500—700 см в которой содержится большое число полос, отвечающих, в основном, деформационным и некоторым валентным колебаниям. Характер спектра в этом интервале частот существенно изменяется даже при небольших изме[1ениях в структуре соединений. Эта область называется областью отпечатков пальцев . [c.139]

Область двойной связи 1430-1950 см (5,1-7 мкм). Самыми распространенными и характеристичными группами с двойной связью являются карбонильные. Вероятно, они наиболее изученный класс групп, поглощающих в ИК-области. В то время как некоторые структуры можно отличить просто по положению полосы валентного колебания С=0, другие в силу совпадения частот однозначно можно отнести, только прибегая к помощи других областей спектра. Как уже отмечалось, органические кислоты и обычно альдегиды легко идентифицируются по полосе поглощения карбонильной группы и по поглощению групп ОН или СН. Сложные эфиры кроме полосы валентных колебаний С=0 имеют сильное поглощение С—О—Я около 1200 СМ . В кетонах также проявляются полосы средней интенсивности около 1000-1370 см . Сильное поглощение в интервале 1540-1650 см (6,1—6,5 мкм) может указьшать на ионизированную карбонильную группу (например, в металлосодержащих солях органических кислот), на плоскостные деформационные колебания НН в аминах, валентные колебания N=0 в нитратах или валентные колебания С=0 в амидах. Для определения природы поглощения здесь опять необходимо рассмотреть другие спектральные области. Поглощение, обусловленное валентными колебаниями С=С в алифатических соединениях, находится в области 1630—1690 см (5,9 —6,1 мкм), если только к одному или обоим атомам углерода не присоединен атом фтора. В этом случае поглощение смещается в область более высоких частот и число атомов фтора коррелирует с положением полосы. Более тяжелые галогены понижают эту частоту, так как в валентном колебании С = С участвует также некоторая доля деформационного колебания СН. Ценная структурная информация может бьггь получена из положения этой полосы и полосы внеплоскостных деформационных колебаний в области 800-1000 см (10-12,5 мкм) [217]. В ароматических соединениях с малой степенью замещения наблюдаются три (а при лучшем разрешении четыре) резкие полосы в области 1450 — 1650 см (6—7 мкм). Этим полосам сопутствует более слабое поглощение около 1000 — 1200 см (8,3 — 10 мкм) и характеристические внеплоскостные деформационные колебания С—И около 670-900 см (11-15 мкм). Высокозамещенные ароматические соединения имеют [c.188]

Единственной характеристической полосой поглощения галогенпроизводных в области спектра, исследуемой при применении призмы из каменной соли, является полоса валентных колебаний С—X. Эти колебания соответствуют колебаниям скелета, содержащего ординарные связи, и, следовательно, их частота значительно меняется в результате взаимодействия с колебаниями соседних групп. Это наблюдается в случае легких галогенов — фтора и хлора, массы которых не сильно отличаются от массы углеродного скелета. В случае бромпроизводных органических соединений эффект взаимодействия меньше, и поэтому полоса валентных колебаний С—Вг имеет более постоянную частоту. [c.378]

При определении функциональных групп в органическом соединении по ИК-спектру в области характеристических частот (3600-1300 см ) необходимо прежде всего выделить интенсивную полосу поглощения конкретной функциональной группы, которая однозначно свидетельствует о ее наличии в исследуемом веществе. Поскольку каждая функциональная группа проявляется в ИК-спектре несколькими полосами поглощения, после нахождения характеристической частоты необходимо определить другие полосы поглощения, характерные для данной функциональной группы. Например, первичные алифатические нитросоединения идентифицируют по полосам в области 1565-1545 см (у д ) 1385-1360 см (у д ) и 1380 см (5сн, в -СН -МОз). [c.535]

Метод инфракрасной спектроскопии является одним из важнейших современных физических методов идентификации химических соединений, изучения строения молекул и количественного анализа смесей с каждым годом он находит все более широкое применение в самых различных областях науки и в первую очередь в химии, биохимии и биологии. В настоящее время накоплен богатейший экспериментальный материал по инфракрасным спектрам поглощения химических соединений, и основная ценность книги Беллами состоит в том, что она содержит весьма полный обзор хорошо систематизированных справочных данных об особенностях спектров (характеристических или групповых частотах) различных классов органических соединений, а также многих неорганических соединений. [c.5]

Одним из наиболее важных применений обычных ИК-спектров (в среднем и ближнем диапазоне) является определение в составе молекулы таких групп, как С—Н,С=М, О—Н и т. п., по специфическому поглощению, которое называется характеристическими или групповыми частотами. Предполагается, что соответствующие колебания имеют относительно чистые формы и что их частоты могут быть перенесены от одной молекулы к другой. Нахождению и проверке таких частот в инфракрасных спектрах главным образом органических соединений посвящено огромное количество оригинальных работ и несколько монографий (см., например, Беллами, 1963, 1971). Подробный атлас спектров большого числа соединений в области от 700 до 300 см" состав- [c.190]

В видимой и ультрафиолетовой областях находятся частоты электронных переходов в молекулах. Хромофорные группы, столь хорошо известные в органической химии, проявляются в этой области фактически обычно наблюдаемое поглощение вызвано переходами электронов, не участвующих в образовании основных связей в молекуле. Например, я-электроны в непредельных и ароматических соединениях, богатые электронами карбонильная и азогруппы, ионы карбония, карбанионы, свободные радикалы и большинство ионов металлов и металлоорганическнх комплексов обнаруживают характеристические полосы поглощения в этой области. Тогда как в принципе ультрафиолетовые спектры должны [c.8]

Такие выражения становятся чрезмерно усложненными при увеличении числа колеблющихся систем сверх сравнительно небольшого предела. Поэтому теоретическое вычисление основных частот и силовых констант для полимерных систем возможно в настоящее время лишь в некоторых ограниченных случаях, например для полиэтилена [75, 124], но в общем случае не может быть выполнено. Тем не менее значительный успех был достигнут в установлении характеристических частот поглощения для большого числа функциональных групп во многих органических соединениях. Таким образом, качественные основные частоты для группировок могут быть использованы для интерпретации спектра. Вообще было обнаружено, что простые функциональные группы, например С — Н,0 — Н,С = С, С = — Н,С=С и С = О, имеют сильные полосы поглощения между 2 и 7 мк. В то же время полосы поглощения более сложных структур, например фенильной, ацетатной, ацетильной и других подобных групп, а также так называемое скелетное поглощение и поглощение, обусловленное колебаниями более крупных осколков молекулы, лежат в более длинноволновой области. Кримм [73] сообщил о некоторых попытках применить более фундаментальные расчеты к наблюдаемым спектрам полимеров. [c.246]

Единственной характеристической полосой поглощения галогенпроизводных в области спектра, исследуемой при помощи призмы из каменной соли, является полоса валентных колебаний С — X. Эти колебания соответствуют колебаниям скелета, содержащего одинарные связи, и, следовательно, их частота значительно меняется в результате взаимодействия с колебаниями соседних групп. Это наблюдается в случае легких галогенов — фтора и хлора, массы которых не сильно отличаются от массы углеродного скелета. В случае бромпроизводных органических соединений эффект взаимодействия меньше, и поэтому полоса валентных колебаний С — Вг имеет более постоянную частоту. При изучении жидких галоидных алкилов и их растворов обнаружено несколько частот валентных колебаний С — X. Это обусловлено сосуществованием различных поворотных изомеров с отличающимися фундаментальными частотами. В случае простых галоидных алкилов таких форм только две конфигурации транс и гош, но у более сложных соединений, таких, как 1,2-дихлорпропан или галогениды с длинной цепью, число возможных изомеров возрастает. Вы-полненено очень большое число работ по исследованию [c.466]

К фотометрическим детекторам относится также детектор, работа которого основаца Д1а поглощении света в инфракрасной области спектра (ИКД). Некоторые функциональные группы органических соединений имеют характеристические частоты в ИК-спектрах этих соединений, поэтому ИКД пригоден для идентификации органических соединений. Одним из основных условий работы ИКД является прозрачность применяемых растворителей в ИК-области спектра. Наиболее подходящими, однако редко применяемыми в хроматографической практике, растворителями являются I4, H I3 и S2- [c.270]

В ИК-спектрах органических соединений проявляются достаточно интенсивные полосы поглощения, спехщфичные для определенной функциональной группы атомов и относимые поэтому к характеристическим (групповым) колебаниям. Они наблюдаются в основном в высокочастотной области спектра (от 4000 до 1500 см ) и проявляются в спектрах всех соединений, содержащих данную функциональную группу. Так, характеристическими будут колебания групп с легким атомом водорода — СН, ОН и NH, с кратными связями — С=С, С=С, =N, С=0, N=N и др. Различие в значениях частот отдельных характеристических колебаний обусловлено различием силовых постоянных или масс атомов. Чем прочнее связь, т. e. чем больше величина силовой постоянной К, и чем меньше масса атомов, тем в более длинноволновой области находится характеристическая частота этой связи. [c.178]

Характеристические полосы поглощения для большинства функциональных групп органических соединений и некоторых неорганических ионов Приведены на рис. 4.2 в конце книги эти данные взяты из статьи Кольтупа [5], ставшей клa ич0 кoй в этой области. На рис. 4.3 представлен аналогичный график для длин олн 0,6—3,7 мк, взятый из статьи Кэя [9] (см. также [6]). Эти данные имеют большое значение для идентификации типов связей и функциональных групп, присутствующих в молекулах определяемого вещества или смеси веществ. Однако при этих выводах следует иметь в виду, что на частоту колебаний группы, поглощающей сеет, может в большей или меньшей степени влиять природа остатка молекулы. Для детального ознакомления с воздействием такого рода рекомендуется обратиться к монографии Белламп [4]. [c.71]

Большинство полос поглощения в ИК-спектрах органических соединений, как правило, не поддаются расшифровке по табличным данным характеристических частот. Это в первую очередь касается области ниже 1400 см" , особенно богатой пиками и перегжбаш, которую часто называют областью "отпечатка пальцев" или "фингерпринта" В этой области различные соединения, для которых характерны сходные полосы поглощения в интервале 3600-1400.см" , имеют почти всегда различные частоты колебания. Также трудно подцаются точному учету различные обертонные и составные частоты, которые могут проявиться в различшх местах. [c.264]

Идентификация олефиновых связей в органических молекулах представляет собой одну из самых плодотворных областей применения ЯМР-спектроскопии к структурным проблемам. Ранними примерами применения метода ЯМР к решению такого рода проблем в химии природных соединений являются работы Даубена и Ханса [44], посвященные изучению реакций с участием ф-сан-тонина, а также работы Робертса [19] и Эттлингера [53] по исследованию структуры кислоты Фейста. Спектры ЯМР дают информацию относительно всех типов олефиновых связей выводы делают на основании характеристических частот олефиновых протонов или по данным резонансного поглощения соседних протонов, в частности, протонов метильных групп (см. выше). В то время как инфракрасная спектроскопия способна дать достаточно надежную информацию только в отношении экзоциклических и л ис-дизамещенных олефиновых связей, пользуясь методом ЯМР, можно получить сведения о числе олефиновых протонов, о типе двойной связи, а во многих случаях также о геометрической конфигурации групп, расположенных вокруг двойной связи. Поскольку двойная углерод-углеродная связь дезэкрани-рует соседние протоны, эти протоны дают сигналы в области 4,5—8,0 м. д., хорошо отличимые от сигналов обычных, рассмотренных ранее типов водородных группировок. [c.239]

Все 10 неорганических нитратов, изученных Миллером и Уилкинсом [6], обнаруживают характеристические полосы поглощения в интервалах 1380—1350 сл1 (оч. с.) и 840—815 СЛ1 (ср.). Никаких корреляций, связывающих положение этих полос с природой положительного иона, в данном случае установить не удалось. Указанные выше корреляции подтверждены для ряда органических нитратов, например нитрата гуанидина, у которого группа имеет ионный характер. Такие соединения поглощают в той же области, хотя интервал характерных частот в этих случаях иногда несколько шире (гл. 17). Нитриты также имеют полосу от слабой до средней интенсивнссти в области 840— 815 СЛ1 , но их легко отличить от нитратов по наличию сильного поглощения [5, 6] в области 1250—1230 СЛ1 . Отнесение частот колебаний для нитрита натрия вьполнено Тартом [20] Хафель [41] рассмотрел спектры некоторых кристаллических нитратов. [c.491]

Поскольку нелинейные молекулы, состоящие из я атомов, обладают (Зп — 6) колебательными степенями свободы, то большинство б1Юлогически активных соединений должны поглощать многие частоты инфракрасного диапазона. В первую очередь это относится к нуклеиновым кислотам, белкам и полисахаридам, которые обладают столь огромным числом колебательных степеней свободы, что точная интерпретация их инфракрасных спектров практически невозможна. Однако даже для таких сложных молекул, как белки, из инфракрасных спектров можно извлечь некоторую полезную информацию, поскольку одни и те же функциональные группы поглощают излучение в специфических областях инфракрасного спектра независимо от того, входят ли они в состав малых или больших молекул. Например, переход, известный под названием колебания амид I, который обусловлен в основном продольными колебаниями карбонильной группы, расположенной по соседству с амидной группой, приводит к интенсивному поглощению при 1650 см в таких простых амидах, как Ы-метилацетамид, и в таких сложных молекулах, как р-лактоглобулин А [30]. Характеристические частоты колебаний различных групп можно найти во многих учебниках органической химии [31, 67]. Области частот валентных колебаний некоторых наиболее интересных для биохимиков связей приведены в табл. 9.3. [c.509]

В 1949 г. Ярос.тавским и Терениным [14] в области 5000— 10 ООО см был получен спектр пористого стекла, предварительно подвергавшегося тренировке в вакууме при температуре 550 С. В этом спектре была обнаружена узкая полоса поглощения у 7326 см , приписанная авторами первому обертону колебаний свободных гидроксильных групп, которые, по предположению Киселева, выстилают поверхность силикатных адсорбентов [15,16]. Правильность такой интерпретации полосы 7326 см подтверждается следующими соображениями. Во-первых, эта полоса находится в области характеристических частот колебаний связей ОН. Во-вторых, полное исчезновение этой полосы после адсорбции на поверхности ряда органических соединений свидетельствует о поверхностном расположении этих групп ОН. И, наконец, в-третьих, незначительная ширина и прочность связи этих групп с поверхностью (полоса 7326 см сохраняется в спектре пористого стекла даже после длительной вакуумной тренировки образца при температуре 550° С) свидетельствуют о том, что эти группы являются именно гидроксильными группами, а не особо прочно адсорбированными молекулами воды. В 1954 г. спектральные измерения пористого стекла были распространены Сидоровым при сходных условиях эксперимента на участок 1600—5000 см [17]. На этом участке, в области характеристических частот связей ОН, обнаружена узкая полоса поглощения 3749 см , которая была интерпретирована как полоса основной частоты валентных колебаний поверхностных гидроксильных групп. Уменьшение интенсивности этой полосы вплоть до полного ее исчезновения [c.69]

Область от 8 до 15 ji носит иногда название области отпечатков пальцев (finger print), так как именно эта часть спектра обусловливает уникальность спектра отдельного вещества. Для более детального изучения зависимости между строением вещества и инфракрасными спектрами поглощения рекомендуем специальную литературу [1, За]. В частности, вышедшее на русском языке второе издание монографии Л. Беллами Инфракрасные спектры сложных молекул содержит обзор систематизированных справочных данных об особенностях спектров (характеристических и групповых частотах) различных классов органических соединений, а также многих неорганических соединений. [c.218]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология