紅外吸收光譜在有機化學中的應用

　　 紅外光譜法無論是在科學技術方面，還是在結構關系的研究方面都較成熟，因此應用也相當廣泛，是現代研究物質的重要工具之一。現將其在有機化學方面的應用情況介紹如下。

　　一、鑒定化合物

　　這項工作在日常中遇到最多，盡管有機化合物多達數百萬種，紅外光譜對鑒定是否是某一化合物是一項有力的工具。通常工作方法有下列幾種：

　　1、 鑒定是否為已知的化合物

　　 在鑒定是否為已知的化合物時，通常又有這二種情況：一種是用已知的標準樣品與樣品在同樣條件下測試，所得的紅外光譜圖，如果官能團區和指紋區的吸收峰及其相對強度完全吻合，則樣品即被認為與該標準品為同一化合物。另一種情況是沒有標準樣品時，可查閱有關的紅外光譜的標準圖譜。一般來說官能團區和指紋區的吸收峰及其相對強度都完全吻合，則可以認為是同一化合物。

　　２.鑒定一個全新的未知化合物

　　 對于一個文獻上沒有的全新化合物的鑒定工作，則是一項很復雜的工作，僅憑一種紅外光譜圖是不能完全解決的，但是紅外光譜圖可以給我們提供一些很有用的官能團信息。再用其他波譜方法，經典化學法，以及各項物理常數的測定等配合，然后經過多方面判斷、推理綜合考慮后才能下結論。

　　二.對反應進程的測定：

　　 對反應進程的研究有些借助于紅外光譜還是很方便的，例如在反應過程中，總是伴隨著一些基團的消失和另一些新的基團的出現。因此在反應過程中定時取出少量樣品測定光譜，觀察一些關鍵吸收帶的消失和生成，便可以測定反應進行的程度，并進行反應動力學和反應速率的研究。

　　三.定量分析：

　　 利用紅外分光光度計進行定量分析，正如可見光比色分析或紫外光譜定量分析一樣，它的理論基礎仍然是比耳—朗伯特定律，即：

　　Ａ＝abc

　　 定量分析同樣是在某一選定波長下測其消光值，然后在一定的濃度范圍內按比耳定律進行計算。誤差在５％左右，雖不如紫外光譜靈敏，但紅外光譜可供選用的峰數目較多，這時分析組分比較復雜的混合物特別方便，故在有些情況下仍用作定量分析。

　　四.判斷有機化合物的結構

　　 用紅外光譜圖判斷化合物的結構通常是用的較多的。下面我們將應用一些實例來討論應用紅外光譜判斷化合物結構的方法：

　　１、計算有機物的不飽和度：

　　不飽和度表示有機物中碳原子的飽和程度。通過不飽和度的計算，可以縮小判斷結構的范圍。提供可能結構的線索。所以在測定結構時非常有用。計算不飽和度Ｕ的經驗公式為：

　　Ｕ＝１+n４+２×n６+０.５×（n３+３×n５-n１）

　　Ｕ＝１+ n４+０.５×（n３-n１）

　　 式中n１，n３，n４，n５，n６式中一價，三價和四價，五價，六價原子的數目。

　　 通常規定雙鍵（如C＝C，C＝O 等）和飽和環的不飽和度為Ⅰ；（Ｃ≡Ｃ，Ｃ≡Ｎ）的不飽和度為２，苯環的不飽和度為４（可理解為一個環加三個雙鍵），但是應注意式中對二價原子不做考慮。此外對于稠環芳烴可用下面公式計算不飽和度，

　　Ｕ＝４r  -s

　　 r 為稠環芳烴的環數

　　s 為公用邊數