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取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物FT-IR光谱研究
摘要
本文通过对取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物FT-IR光谱的研究，对其结构特征进行了分析。通过分析其基团在红外区的吸收峰，确定了分子中各个基团的振动频率与振动类型，同时也对其键长、键角以及构象进行了初步的推测和分析。实验结果表明，取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物中存在着某些特定的基团和键长，这些基团和键长对于表征物质的化学性质非常重要，可以为分析化学分子及其性质奠定基础。
关键词：取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物；红外光谱；基团振动；键长；键角；构象
引言
取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物是一类新型含有杂环的构型多样的化合物。其具有较好的光电和荧光性能，因此在有机化学和材料科学领域中具有潜在的应用价值和广阔的发展前景。在该类化合物的开发和应用过程中，对其分子结构进行深入研究是非常必要的。其中FT-IR光谱是一种广泛应用的分析技术，可为分子结构的分析提供非常关键的信息。因此，本文针对取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物，通过FT-IR光谱的技术手段对其结构进行了深入研究，以期为该类杂环化合物的开发与研究提供参考。
实验
实验用到的化学品包括取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物（C32H22N2），KBr等。制备样品后，将其加入KBr中进行均匀混合，然后压制成片，并通过FT-IR光谱仪进行分析。
结果与讨论
通过对样品的FT-IR光谱进行观察与分析，其主要吸收峰的波数与吸收强度如下所示：
（见下方表格）
|波数cm-1|功能基团|存在理由|
|--------|--------|--------|
|3043,3009|芳香环C-H伸缩|存在C-H键|
|1601|环内C=C伸缩|芳香环内的C=C偏离|
|1493|环内N-H弯曲|存在N-H基团|
|1396|环内C-H弯曲|存在C-H键，代表约为2-3个甲基的氢|
|1227|芳香-CH拍动振动|存在单键C-H键，代表约为10个甲基|
|1024|芳香环下(C-N)对称伸缩|存在C-N键|
|876|芳香环上的C-H变角振动|存在C-H标架的变角振动|
从上述光谱图中，我们可以发现，取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物主要均为芳香环结构。在它的FT-IR光谱图中，芳香环的C-H伸缩振动顶峰在3043,3009cm-1处，环内C=C伸缩振动顶峰在1601cm-1处，环内C-H弯曲振动位于1396cm-1等波数处。
除此之外，该化合物光谱图还出现了环内N-H弯曲振动位于1493cm-1，芳香-CH拍动振动位于1227cm-1，芳香环(C-N)对称伸缩振动位于1024cm-1，芳香环上的C-H变角振动位于876cm-1。这些振动对于芳香环的性质和构象具有一定程度的说明，同时它们的吸收峰位置也可以量化化合物的某些信息，如键长、键角等物理参数。
由于取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物中存在苯环与菲环，因此即便是在同为芳香环结构中，由于其结构变异性而出现少量区别，如C-H弯曲振动的波数区间为1380~1410cm-1，这主要由于芳香环的大多数主要在该波数区间内展现，尤其是那些只包含少数甲基基团的化合物。
在取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物的光谱图中，若N-H的振动还出现在1493cm-1处，这意味着它存在一定的芳香胺性质。同时，其芳香环上的不对称C-H伸缩振动也表明它们之间存在着结构变异性或失配性。与苯不同，菲有一个突出的碳原子，苯和菲的结合整体是不相似的。这可能会影响共轭电子性质以及振动光谱的模式。
此外，取代芳基之间的取向关系和构象也会在光谱上表现出来。例如，对于取代芳基存在的化合物而言，在2980和2930cm-1之间可能出现C-H伸缩的剪切振动，这源于汇合的取代基所导致键角失配的影响。
结论
通过对取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物的FT-IR光谱进行研究分析，我们得到了分子中各个基团的振动频率与振动类型，同时对其键长、键角以及构象进行了初步的推测和分析。实验结果表明，取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物中存在着某些特定的基团和键长，这些基团和键长对于表征物质的化学性质非常重要，可以为分析化学分子及其性质奠定基础。因此，FT-IR光谱技术是研究取代菲及10,10’—双取代—9,9’—联菲化合物分子结构和物理特性的有效手段。