第四红外吸收光谱分析法课件

1、第四章 红外吸收光谱分析法一、红外光谱的基团频率group frequency in IR二、分子结构与吸收峰molecular structure and absorption peaks三、影响峰位移的因素factors influenced peak shift 四、不饱和度degree of unsaturation第二节 红外光谱与分子结构infrared absorption spec-troscopy，IRinfrared spectroscopy and molecular structure 2022/9/25第四章 红外吸收光谱分析法一、红外光谱的基团频率第二节 一、红外吸

2、收光谱的特征性 group frequency in IR 与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动频率基团特征频率（特征峰）；例： 2800 3000 cm-1 CH3 特征峰； 1600 1850 cm-1 C=O 特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：CH2COCH2 1715 cm-1 酮CH2COO 1735 cm-1 酯CH2CONH 1680 cm-1 酰胺2022/9/25一、红外吸收光谱的特征性 group frequency 红外光谱信息区常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1依据基团的振动形式，分为四个区：(1)4000 2

3、500 cm-1 XH伸缩振动区（X=O，N，C，S）(2)2500 1900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区(3)1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区(4)1200 670 cm-1 XY伸缩， XH变形振动区2022/9/25红外光谱信息区(3)1900 1200 cm-1 二、分子结构与吸收峰 molecular structure and absorption peaks1 XH伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ）（1）OH 3650 3200 cm-1 确定 醇、酚、酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。

4、注意区分NH伸缩振动：3500 3100 cm-1 2022/9/25二、分子结构与吸收峰 molecular structur（3）不饱和碳原子上的=CH（ CH ） 苯环上的CH 3030 cm-1 =CH 3010 2260 cm-1 CH 3300 cm-1 （2）饱和碳原子上的CH3000 cm-1 以上 CH3 2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动 CH2 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动 CH 2890 cm-1 弱吸收3000 cm-1 以下2022/9/25（3）不饱和碳原子上的=CH（ CH ）（2）饱和碳

5、原2 叁键（C C）伸缩振动区（2500 1900 cm-1 ）在该区域出现的峰较少；（1）RC CH （2100 2140 cm-1 ） RC CR （2190 2260 cm-1 ） R=R 时，无红外活性（2）RC N （2100 2140 cm-1 ） 非共轭 2240 2260 cm-1 共轭 2220 2230 cm-1 仅含C、H、N时：峰较强、尖锐；有O原子存在时；O越靠近C N，峰越弱；2022/9/252 叁键（C C）伸缩振动区在该区域出现的峰较少；2023 双键伸缩振动区（ 1900 1200 cm-1 ）（1） RC=CR 1620 1680 cm-1 强度弱， R=

6、R（对称）时，无红外活性。（2）单核芳烃 的C=C键伸缩振动（1626 1650 cm-1 ）2022/9/253 双键伸缩振动区（ 1900 1200 cm-1 ）苯衍生物的C=C 苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面内变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。200016002022/9/25苯衍生物的C=C 苯衍生物在 1650 （3）C=O （1850 1600 cm-1 ） 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。饱和醛(酮)1740-1720 cm-1 ；强、尖；不饱和向低波移动；醛，酮的区分？2022/9/25（3）C=O （1850 1600

7、 cm-1 ）饱和醛(酸酐的C=O 双吸收峰：18201750 cm-1 ，两个羰基振动偶合裂分； 线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强； 环形结构：低波数峰强；羧酸的C=O 18201750 cm-1 ， 氢键，二分子缔合体；2022/9/25酸酐的C=O 双吸收峰：18201750 cm-14. XY，XH 变形振动区 1650 cm-1 指纹区(1350 650 cm-1 ) ,较复杂。 C-H，N-H的变形振动； C-O，C-X的伸缩振动； C-C骨架振动等。精细结构的区分。 顺、反结构区分；2022/9/254. XY，XH 变形振动区 1650 cm-1 指基团吸收带数据202

8、2/9/25基团吸收带数据2022/9/24常见基团的红外吸收带特征区指纹区500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HCNC=NS-HP-HN-ON-NC-FC-XO-HO-H（氢键）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HCCC=C2022/9/25常见基团的红外吸收带特征区指纹区500100015002001内部因素（1）电子效应a诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）三、影响峰位变化的因素 molecular structure and absorption peaks化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响

9、。相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COH C=0 1730cm -1 ；R-COCl C=0 1800cm-1 ; R-COF C=0 1920cm-1 ; F-COF C=0 1928cm-1 ; R-CONH2 C=0 1920cm-1 ;2022/9/251内部因素三、影响峰位变化的因素 molecular 共轭效应cm -1cm -1cm -1cm -12022/9/25共轭效应cm -1cm -1cm -1cm -12022（）空间效应CH3060-3030 cm-12900-2800 cm-1C HCHCHCH1576cm-1

10、1611cm-11644cm-11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-12222空间效应：场效应；空间位阻；环张力2022/9/25（）空间效应CH3060-3030 cm-12900-282.氢键效应 (分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动 cm-1 cm-1 cm-1 cm-1 cm-1 cm-12022/9/252.氢键效应 (分子内氢键；分子间氢键)：对峰位四、不饱和度 degree of unsaturation 定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不

11、饱和度为1。 计算： 若分子中仅含一，二，三，四价元素（H，O，N，C），则可按下式进行不饱和度的计算： = （2 + 2n4 + n3 n1 ）/ 2 n4 ， n3 ， n1 分别为分子中四价，三价，一价元素数目。 作用： 由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。例： C9H8O2 = （2 +29 8 ）/ 2 = 62022/9/25四、不饱和度 degree of unsaturatio 内容选择：结束第一节 红外基本原理basic principle of Infrared absorption spectroscopy第二节 红外光谱与分子结构infrared spectroscopy and mole