ЖУРНАЛ ПРИКЛАДНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

ИК СПЕКТРЫ ЭПОКСИДОВ АРОМАТИЧЕСКОГО РЯДА

Т. Н. Плиев*, О. Н. Карпов

УДК 543.42
Северо-Осетинская государственная медицинская академия, Россия,

362019, Владикавказ, ул. Пушкинская, 40

(Поступила 24 марта 1998)

Изучены ИК спектры технических эпоксидов ароматического ряда и установлены спектрально-структурные корреляции. Закономерности, сформулированные ранее на основании ИК спектров эпоксидов различных классов, полностью подтверждаются применительно и к широкому классу ароматических эпоксидов, в том числе N-, S- и Si-содержащих.

В ИК спектрах каждого эпоксида отмечены специфические особенности, представляющие интерес при анализе и идентификации. Большое значение придается соотношению интенсивностей характеристических полос поглощения (ПП). Тип замещения ароматических колец в эпоксидах устанавливается по характеристическим частотам неплоских деформационных колебаний ароматических С—Н-связей (gСН) в области 690—900 см–1. При этом число наблюдаемых ПП больше одной не только у монозамещенного ароматического кольца, но и у ди- и полизамещенных колец.

Существует взаимосвязь между типом замещения ароматического кольца эпоксида и характером ИК спектра в области валентных колебаний связей С—С ароматического кольца (Sap) в интервале 1500—1600 см–1. Число интенсивных ПП и их расщепление на отдельные компоненты, соотношение интенсивностей этих компонент, присутствие двух интенсивных ПП вблизи ~ 1500 и ~ 1600 см–1 и их относительные интенсивности зависят от типа замещения ароматического кольца. При наличии в ароматическом кольце атомов галогенов происходит смещение ПП Sap в сторону низких частот.

Характеристические ПП эпоксидного кольца (ЭК) — d, nas, ns — наблюдаются в интервалах частот 800—900, 900—1000, 1200—1300 см–1 соответственно. При этом ПП асимметричных валентных колебаний nas часто имеет мультиплетную природу, что характерно для N-содержащих эпоксидов. Наиболее типичные значения характеристических частот колебаний ЭК в ряду ароматических эпоксидов следующие: d »840 см–1, nas»920 см–1, ns» 1250 см–1. При переходе от алифатической эпоксидной группы к алициклической происходит сдвиг ПП d в сторону низких частот, тогда как ПП nas смещается в сторону высоких частот. По каждому эпоксиду определено, проявляются ли характеристические ПП d, nas, ns ЭК в ИК спектре в чистом виде или перекрываются с другими ПП.

Если в молекуле присутствует паразамещенное ароматическое кольцо, то характеристическая ПП деформационных колебаний ЭК d перекрывается интенсивной ПП gСН и проявляется, как правило, в виде перегиба на крыле суммарной интенсивной ПП. При наличии в молекуле сложноэфирной группы и простой эфирной связи, присоединенной к бензольному кольцу, ПП симметричных валентных колебаний ns ЭК полностью перекрывается более интенсивной ПП 1250 см–1, соответствующей взаимодействующим колебаниям n(С—О). При наличии в эпоксиде группы —Si(CH3)2—O—Si(CH3)2— происходит перекрывание характеристических ПП d ЭК и n(Si—C); ns ЭК и d [—Si(CH3)2—].

ИК спектры эпоксисоединений показывают, что ПП ножничных деформационных колебаний gsCH2 очень сильно сдвигается в сторону низких частот (до ~ 1340 см–1) в случае, если метиленовая группа оказывается между атомом кислорода и ЭК. Мультиплетность ПП gsCH2 объясняется как разными типами СН2-групп, так и конформационными эффектами молекул. ПП валентных колебаний эпоксиметиновой и эпоксиметиленовой групп (nСНэп и nСН2 эп) наблюдаются при ~ 3005 и ~ 3065 см–1 соответственно; ПП ~ 3065 см–1 чаще всего изолирована, тогда как на ПП ~ 3005 см–1 накладывается ПП nСНар.

Для идентификации важно соотношение интенсивностей ПП валентных колебаний связей С—Н, расположенных вне ЭК (2850—2970 см–1). Первичная, вторичная и третичная аминогруппы в эпоксидах идентифицируются по ПП валентных колебаний n(С—N); n(С—N), nNH, dNН и n(C—N), dNH2, nsNH2, nasNH2 соответственно. Группа SO2 идентифицируется по ПП dSO2 (в области 500—600 см–1) в виде дублета или широкого синглета и по характеристическим ПП nsSO2 и nasSO2 в интервалах ~ 1120—1160 см–1 и ~ 1300—1350 см–1. ПП nsSO2 и nаsSO2 имеют мультиплетный характер.

Полученные спектроскопические данные по ароматическим эпоксидам — основа для идентификации этого класса соединений, аналитического контроля синтеза мономеров и полимеров эпоксидов.

 

Статья депонирована в ВИНИТИ 28.08.98, № 2722-В98.