ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ В АНАЛИЗЕ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Метод инфракрасной спектроскопии (ИКС) является инструментальным методом и пригоден как для качественного, так и для количественного анализа органических соединений и их смесей, а также высокомолекулярных соединений. Он позволяет надежно установить присутствие кислородсодержащих функциональных групп, функциональных групп с кратными связями, двойных и тройных углеродных связей, ароматических и гетероароматических структур. ИК-спектр – это развертка электромагнитного излучения в области от 400 до 4000 см-1, состоящих из отдельных полос резонансного поглощения электромагнитной энергии, соответствующих колебаниям определенных групп атомов, связанных химической связью. Существуют два основных типа колебаний: валентные (ν) и деформационные (δ). Первый тип связан с изменением расстояния между атомами (длины химической связи), другой – с изменением угла между ними. Колебания, соответствующие определенным химическим связям (функциональным группам), обычно продвигаются в узком интервале ИК-спектра и мало зависят от строения остальной части молекулы. Такие колебания (их частоты) получили название «характеристических», значения главных из них приведены в таблице 2. После записи спектра соединения на спектрофотометре приступают к его интерпретации, т.е. отнесению присутствующих в нем полос поглощения к колебаниям определенных групп. Так, наличие широких полос в области 3200-3500 см-1 свидетельствует о наличии в молекуле групп –ОН или –NН2 (либо о наличии влаги в образце). В области 3000 см-1 располагаются полосы валентных колебаний связей С–Н, причем, если водород связан атомом углерода в sp2-состоянии (этиленовые и ароматические соединения), то поглощение происходит в области 3000-3100 см-1. «Ацетиленовый» водород (sp-гибридизация атома углерода) проявляется в виде узкой полосы в области 3300 см-1 и т.д. Сопоставление спектра соединения со значениями характеристических колебаний, приведенными в табл. 2, позволяет достаточно надежно идентифицировать строение синтезированного органического соединения. Более обширная и детальная таблица характеристических частот поглощения групп атомов в ИК-области приведена в «Сборнике задач и упражнений по органической химии» (авторы В.М. Альбицкая, В.И. Серкова.–М.: Высшая школа, 1983, с.199). Дополнительную информацию о получении и возможностях использования ИК-спектров можно получить в методическом пособии /2/ и специальных руководствах /14,17–19/.
Таблица 2 – Характеристические частоты поглощения отдельных групп и связей в ИК области.
|
