ИК-спектральное проявление водородных связей
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
»екулах испытывают колебательные движения. Колебательная энергия молекул квантована, т.е. поглощаемая энергия изменяется не непрерывно, а скачкообразно. В результате колебательный (инфракрасный) спектр молекулы представляет собой ряд пиков (полос поглощения), отвечающих разным колебательным энергетическим переходам. Большинство колебательных переходов в молекулах органических соединений реализуется в диапазоне длин волн ? от 2.5 до 25 мкм. В единицах волновых чисел ? = 1/? (cм-1), величин обратных длинам волн, этот интервал составляет 4000-400 cм-1 . Именно в этом диапазоне волновых чисел осуществляют регистрацию ИК-спектров органических и природных соединений(1).
Основные частоты колебаний в ИК-спектрах.
Частота,см-1интенсивностьПрирода колебанийТип соединения3620-3600с.,ср.ОН(своб)Разб растворы спиртов3600-3500с.,срОН(связ)ВМВС в спиртах3500с.,срNH2(своб)Разб растворы амидов3400-3350ср.NH(своб)Вторичные амиды3550-3520с.,срОН(своб)Разб растворы кислот3500-3400с.,срNH2(своб)Первич амины, амиды3400с.NH2(своб)Разб растворы амидов3330-3260ср.Однозамещенные ацетилены3300-3280ср.NH(связ)N-однозамещенные амиды3200-2500ср.OH(связ)Димеры кислот3100-3020ср.,сл.CHАрены3100-3000ср.,сл.=CHАлкены2962с.CH3Алканы2930-2910ср.CH3СН3 при бензольном кольце2926сл.CH3Алканы2890сл.C-HАлканы2880-2860ср.,сл.CH3Алканы, СН3 при бензольном кольце2860-2850ср.CH2Алканы2695-2830сл.C(O)HАльдегиды2250-2100сл.Алкины2240-2260ср.Нитрилы1850-1650оч.с.C=OКарбонильные соединения, кислоты и их производные1680-1600ср.,сл.C=CАлкены1600-1585,1500-1400с.,ср.,сл.C-CАрены1550-1580ср.,сл.NO2Нитросоединения1460срCH3Алкины1450-1300сл.CHЗамещенные этилены1410-1390ср.,сл.CHТрет-бутильная группа1420-1330ср.OHСпиры, фенолы, кислоты1385-1370ср.CH3Гем-диметильная группа1385-1375ср.CH3Метилбензолы1380-1370сл.CH3Алканы1370-1390ср.NO2Нитросоединения1280-1230сл.C-NArNHR1280-1200с.COCСложные эфиры1250-1180ср.C-NArNR2, (RCH2)3N1220-1125с.C-OВторичные, третичные спирты1200-1160,1145-1105с.,ср.C-OКетали,ацетали1150-1050с.COCЭфиры1085-1050с.,срCOСпирты970-950ср.CHТранс-алкены900-650с.CHАрены850-550ср.CClАлкилхлориды750-650ср.=CHЦис-диены700-500ср.CBrалкилбромиды
Современные спектрометры позволяют регистрировать ИК-спектры газообразных, жидких и твердых образцов. Для получения ИК-спектра органического или природного соединения необходимо всего от 1 до 10 мг вещества. Регистрация ИК-спектров осуществляется в кюветах изготовленных из бромида калия KBr или хлорида натрия NaCl материалов, не поглощающих ИК-излучение в исследуемом диапазоне. ИК-спектры принято записывать в виде зависимости пропускания ИК-излучения (%) от волнового числа ? = 1/? (cм-1).
Поэтому максимумы пиков, отвечающие наибольшему поглощению ИК- излучения, обращены вниз (см. Приложение).
В большинстве случаев ИК-спектры органических и природных соединений регистрируют либо в виде растворов веществ в хлороформе CHCl3, четыреххлористом углероде CCl4, сероуглероде CS2, либо в виде твердых прозрачных таблеток, полученных прессованием под давлением мелко размолотой смеси вещества с бромидом калия. Иногда используют метод съемки ИК-спектра вещества в виде мелко растертой суспензии в вазелиновом или минеральном масле.
В случае регистрации ИК-спектров соединений в растворах или суспензиях необходимо вычитать полосы поглощения растворителей или суспендирующей среды. При интерпретации ИК-спектров веществ, полученных в растворах в CHCl3 и CCl4, нужно учитывать, что в зонах собственного поглощения этих растворителей отнесение линий спектра может быть неоднозначным. На рис. 5 а,б приведены ИК-спектры CHCl3 и CCl4. Для CHCl3 характерно интенсивное собственное поглощение в диапазонах: 3100-3000, 1250-1200, 800-650 см-1. CCl4 имеет поглощение в интервалах: 1560-1540, 800-700 см-1. В указанных областях поглощение растворителей может маскировать полосы анализируемых веществ. На рис. 5в также приведен ИК-спектр таблетки KBr. Поглощение ИК-излучения бромидом калия начинается ниже 450 см-1 и не маскирует поглощение органических соединений.
При регистрации ИК-спектров органических и природных соединений часто наблюдаются линии поглощения примесей в образцах. Обычно это сигнал воды около 3450 см-1, колебания диоксида углерода (как примеси из атмосферы) при 2360-2325 см-1. Иногда образцы загрязнены силиконовыми смазками, имеющими полосы при 1625 см-1 и 1100-1000 см-1, или фталатами,13 проявляющимися в виде пика 1725 см-1. Следует помнить, что кюветы для ИК-спектроскопии, изготовленные из KBr и NaCl, чувствительны к воздействию следов воды и со временем мутнеют и выходят из строя. Поэтому, необходимо тщательно сушить образцы и растворители перед съёмкой ИК-спектров.
Практическая часть
Объекты и методы исследования: В качестве объектов исследования выбраны 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол (ионол) соединение, в котором содержится одна реакционноспособная гидроксильная группа, экранированная с двух сторон трет-бутильными заместителями, и 2,2-метилен-бис-(4-метил-6-трет-бутил-фенол) (БФ) соединение, в котором содержатся две реакционноспособные гидроксильные группы, экранированные с двух сторон трет-бутильными заместителями.
ИК cпектры поглощения растворов ПЗФ регистрировали на ИК-Фурье спектрометре Nicolet 5700 (разрешение 4 см-1, число сканов пробы 64) в диапазоне 3700-3200 см-1, в кюветах из NaCl c толщиной поглощающего слоя 0.216 мм.В работе использовали две группы растворителей: хлорсодержащие (четыреххлористый углерод (CCl4), хлороформ (CHCl3), хлористый метилен (CH2Cl2)) и ароматические углеводороды (бензол, толуол, кумол). Растворители подвергали очистке по общепринятым методикам [3]. Используемые в работе концентрации фенолов составили 1,810-3 моль/л.
Обсуждение результатов
Способность ио?/p>