** Background
- 빛의 스펙트럼
적외선 영역은 가시광선보다 살짝 긴 파장대이며, 에너지는 약하다.
적외선은 분자를 진동시켜 열에너지가 발생하는 성질이 있다.
- Wave Number
IR에서는 wave number을 사용하는데, wave number은 파장의 역수를 의미한다.
wave number가 클수록 큰 에너지.
- Stretching Vibrations
- Bending Vibrations
분자가 적외선을 받으면 진동을 하는데, Stretching vibration을 일으키기 위한 에너지가 더 많이 든다.
각각의 진동에 따라 적외선의 에너지를 흡수하는 양이 다르므로, 이를 이용하여 IR Spectra를 얻을 수 있다.
2. Infrared(IR) spectrometry (적외선 분석법)
-> 유기화합물 내의 작용기(functional groups)를 알아냄
적외선 분석법을 이용하면 infrared spectra를 얻을 수 있는데 다음 그림과 같다.
x축은 wave number, y축은 transmittance다.
(C=O는 v=~1700cm-1, O-H는 v=~3400cm-1에서 발견)
wave number에 따라 피크(peak)가 생기는 것을 볼 수 있는데, 투과율(transmittance)가 감소하는 이유는 작용기가 적외선을 흡수하기 때문이다.
wave number과 큰 쪽에서 피크(peak)가 생기면 에너지를 많이 받아야 진동하는 작용기가 존재하는 것이므로, wave number가 큰쪽에서는 stretching vibration의 작용기가 주로 생기고, 작은 쪽에서는 bending vibration이 주로 생김.
wave number 약 1400을 기준으로 큰 쪽에서는 Functional group region으로 작용기를 결정하고, 작은 쪽은 Fingerprint region으로 유기화합물을 더 구체화하여 결정할 수 있다.
- IR 작용기 구분 팁
a. 작용기의 쌍극자 모멘트가 크면 intensity가 강하게 나타난다.
따라서 O-H > N-H > C-H
b. 결합수가 커지면 wave number가 커진다.
C≡N : ~2200cm-1 , C=N : ~1600cm-1 , C-N : ~1100cm-1
c. 강한 결합일수록 wave number가 커진다.
공명구조의 1.5중결합보다 이중결합이 더 강하여 이중결합은 더 큰 wavenumber에서 발견.
ex) Resonance Electron Donation vs Inductive Electron Withdrawal
같은 이중 결합이어도 나타나는 wave number은 ester > ketone > amine이 된다.
d. C-O 결합 강도 구분
- alcohol (pure single bond)
- ether (pure single bond)
- carboxylic acid (partial double-bond character character)
- ester (pure single bond+partial double-bond character)
e. OH그룹의 수소결합은 높은 wave number에서 넓은 피크가 나타난다.
f. C-H 결합 Stretching Vibration 파장대 정리
C≡C-H결합의 C-H결합이 가장 짧고 강하여 높은 wavenumber을 가짐.
h. 대칭 구조의 유기화합물은 IR에 감지되지 않는다.
무극성의 대칭 구조는 적외선을 흡수하지 않아 IR spectra에 검출되지 않는다.
1. Mass spectrometry (질량 분석법)
-> 분자 질량과 분자식을 알아내는데 이용
2021.09.11 - [자연과학/유기화학] - 여러가지 유기화합물 분석법 - 질량분석법
여러가지 유기화합물 분석법 - 질량분석법
** Background - 불포화도 (Degree of unsaturation) D.U = #C - (#H+#X-#N)/2 + 1 (#C: 탄소 수, #H: 수소 수, #X: 할로젠 수, #N: 질소 수) D.U : 1 -> 2중결합 1개 or 단일결합으로만 이루어진 고리구조 D.U :..
sucksa-himdleall.tistory.com
3. Ultraviolet/visible (UV/Vis) spectroscopy (자외선 분석법)
-> 공액이중결합(conjugated double bonds)을 가진 유기화합물에 대한 정보를 제공
2021.09.21 - [자연과학/유기화학] - 여러가지 유기화합물 분석법 - 자외선 분석법
여러가지 유기화합물 분석법 - 자외선 분석법
** Background The Beer-Lambert Law A = ε c l (A: 흡광도(absorbance of the sample), c: 농도(concentration of substance in solution), l : 기계 내 빛이 통과해가는 경로의 길이(length of the light path..
sucksa-himdleall.tistory.com
4. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy (핵자기공명 분석법)
-> C-C와 C-H 뼈대에 대한 정보 제공
2021.09.22 - [자연과학/유기화학] - 여러가지 유기화합물 분석법 - 핵자기공명 분석법
여러가지 유기화합물 분석법 - 핵자기공명 분석법
** Background 참조화합물 (Reference compound) TMS는 참조화합물로 NMR signal이 0 ppm에서 발생하는 NMR의 기준이 되는 유기화합물이다. NMR spectrum을 얻었는데 TMS가 0ppm에 위치하지 않으면 그래프를 shif..
sucksa-himdleall.tistory.com
'자연과학 > 유기화학' 카테고리의 다른 글
| 여러가지 유기화합물 분석법 - 핵자기공명 분석법 (0) | 2021.09.22 |
|---|---|
| 여러가지 유기화합물 분석법 - 자외선 분석법 (0) | 2021.09.21 |
| 여러가지 유기화합물 분석법 - 질량분석법 (1) | 2021.09.11 |