红外光谱解析—醚键、羟基
红外光谱作为有机化合物结构解析的核心手段之一,其本质是通过检测分子中不同官能团在特定波数范围内的振动吸收信号,实现对官能团种类及分子局部结构的推断。在众多常见官能团中,醚键(C-O-C) 与羟基(-OH) 因均含 O 原子且在分子中承担重要化学功能(如羟基的极性、氢键作用,醚键的稳定性与弱极性),成为结构分析中需重点识别的对象;二者虽均涉及 O 原子的振动,但因羟基含活泼 H 原子而存在氢键缔合效应,醚键为对称或不对称的 C-O-C 连接,导致其红外特征吸收峰在波数位置、峰形特征及受环境影响程度上存在显著差异,这一差异也成为精准区分并解析两种官能团的关键依据。


乙醇是一个非常简单的结构,除了之前介绍过的甲基和亚甲基,多添加了一个羟基,本期来看看新添加的羟基在红外谱图又有那些特征峰呢?

如上图所示,添加了一个-OH基团之后,等于多增加了O-H键的振动峰,C-O键的振动峰。其中3332附近一个巨大的包峰,这个就是-OH特有的特征峰,峰形奇特出峰位置也比较特殊,基本都用于辨认-OH的存在。1050-1100附近的出峰一般为C-O单键的出峰,这个也是一个特征峰,但是由于含有C-O键的物质较多,一般只能确认一个大类的类型无法像-OH键的3300左右的峰那么特征。
从聚乙二醇的结构上可以看出,其中除了亚甲之外,就只有上面刚说过的-OH以及C-O键,在这个结构中的C-O键更准确的说应该是-C-O-C-这个结构才对,这个结构在高分子材料中尤其多见,那么这个结构所产生的红外光谱有有哪些特征呢?
从表中可看出,对于-C-O-C-这个基团来说,最特征的就是这个1100附近的一个大峰,以及前面1250左右的出峰,就能代表-C-O-C-这个基团。
从图中还可以发现一个情况,就是2869附近的亚甲基的出峰没有分裂成2个,这个其实与样品本身结构有关系。样品中含有较多的-OH,他们形成一些氢键,导致一些分子的发生不同程度小的偏移,从而糊成一个包。其实在1110附近-C-O-C-的出峰也是一样的,在上面乙醇的峰可以看到是明显的尖锐的峰,而这个图就不是。
以上就是本期的2个基本结构-OH与C-O键,其实就是羟基与醚键结构的特征


