拉曼光谱在有机化合物结构分析中的重要应用

1.在有机结构分子中的应用　拉曼光谱与红外光谱的选律是不同的，对红外吸收很弱的C＝C、C≡C、C—S和X＝Y＝Z等键的伸缩振动都有很强的拉曼散射强度。在有机结构中，某些基团振动将产生强的拉曼谱带，而另一些基团振动则产生强的红外谱带，也有一些基团振动在两种光谱中都产生较强的谱带。因此，对某些基团的鉴别用拉曼光谱较为容易，而另一些基团则用红外光谱较为容易鉴别。拉曼光谱和红外光谱相互配合，可以得到最大信息量，是有机化合物结构分析的重要工具。

图6-24所示的是1-甲基环己烯的红外和拉曼光谱图，C＝C键在红外光谱中很弱，容易与一些倍频带混淆。而在拉曼光谱的1650cm-1附近有一个很强的由C＝C双键产生的拉曼谱带。因此，用拉曼光谱来鉴定C＝C双键非常有效。

硝基苯的拉曼光谱和红外光谱如图6-25所示。硝基的不对称伸缩振动和对称伸缩振动在红外光谱中产生非常强的两条吸收谱带，而在拉曼光谱中只出现很强的对称伸缩振动峰，不对称伸缩振动峰几乎观测不到。通常，对称伸缩振动倾向于在拉曼光谱中产生强谱带，而不对称伸缩振动则在红外光谱产生强谱带。图中另一特征峰是1000cm-1附近出现很强的苯环吸收振动谱带，在红外光谱中却很弱。对环状化合物的拉曼光谱，最典型和最有价值就是这类环吸收振动谱带。

图6-24　1-甲基环己烯的红外和拉曼光谱

(www.xing528.com)

图6-25　硝基苯的红外和拉曼光谱

2.用于聚合物的分析　拉曼光谱可用于聚合物的构型和构象研究、立体规整性研究以及高分子化学组成的测定等。例如，对于C—C、S—S和N—N等同核单键或多重键，已经建立起高分子结构和谱带频率之间的对应关系，可利用拉曼光谱测量碳链的长度，研究石油的组分。双键在拉曼光谱中有很强的谱带，可用于研究丁二烯橡胶、异戊间二烯橡胶的不饱和数。同样，C—S和S—S键也具有很强的特征拉曼谱带，可用拉曼光谱研究高聚物的硫化度。

3.用于生物大分子的研究　水的拉曼散射极弱，因此，拉曼光谱特别适合于水溶液的研究。例如，蛋白质、酶、核酸等生物活性物质常需要在水溶液中接近生物体的环境下研究其性质，此时拉曼光谱比红外光谱更适合。近年来逐渐用拉曼光谱研究这些生物大分子的结构以及它们在水溶液中的构型随pH、离子强度及温度的变化情况。

4.用于无机物及金属配合物的研究　拉曼光谱可测定某些无机原子团的结构，如汞离子在水溶液中可以Hg+或Hg2+形式存在，红外光谱无吸收，而在拉曼光谱中于169cm-1处出现强偏振线，表明Hg2+存在。

在金属配合物中，金属与配位体的振动频率一般在100～700cm-1范围内，这些键的振动常有拉曼活性，可用拉曼光谱对配合物的组成、结构和稳定性进行研究。

5.傅里叶变换Raman光谱及其应用　傅里叶变换拉曼光谱能用于许多传统色散型拉曼光谱仪不能测定的样品，如高分子化合物、有机化合物、生物医药，还可用于其他如染料、石油等具有荧光物质的研究。