红外光谱法讲稿2

1红外光谱12023/2/11

2一、红外解析步骤1、不饱和度（U）的确定不饱和度：有机分子中碳原子的饱和程度。即分子结构式中距达到饱和所缺少的一价元素的“对”数。角标数字代表元素价数。例如：C4H5N、C9H15NH:1价；O:2价；N:3价；C:4价3以3000cm1为界:高于3000cm1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收可能为烯,炔,芳香化合物低于3000cm1一般为饱和C-H伸缩振动吸收（1）首先依据谱图推出化合物碳架类型（2）分析3300~2800cm1区域C-H

伸缩振动吸收2、未知物结构确定4(3)若在稍高于3000cm1有吸收,

则应在2250~1450cm1频区分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰炔2200~2100cm1烯1680~1640cm1芳环1600,1580,1500,1450cm1烯或芳香化合物则应解析指纹区

1000~650cm1频区以确定取代基个数和位置5(5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在

如2820，2720和1750~1700cm1的三个峰说明醛基的存在(4)碳骨架类型确定后,再依据其他官能团,

如C=O,O-H,C-N等特征吸收来判定化合物的官能团Whenyouanalyzethespectra,itiseasierifyoufollowaseriesofstepsinexaminingeachspectrum.

1.LookfirstforthecarbonylC::Oband.Lookforastrongbandat1820-1660cm-1.Thisbandisusuallythemostintenseabsorptionbandinaspectrum.Itwillhaveamediumwidth.Ifyouseethecarbonylband,lookforotherbandsassociatedwithfunctionalgroupsthatcontainthecarbonylbygoingtostep2.IfnoC::Obandispresent,checkforalcoholsandgotostep3.

2.IfaC::Oispresentyouwanttodetermineifitispartofanacid,anester,oranaldehydeorketone.Atthistimeyoumaynotbeabletodistinguishaldehydefromketoneandyouwillnotbeaskedtodoso.ACID

LookforindicationsthatanO-Hisalsopresent.Ithasabroadabsorptionnear3300-2500cm-1.ThisactuallywilloverlaptheC-Hstretch.TherewillalsobeaC-Osinglebondbandnear1100-1300cm-1.Lookforthecarbonylbandnear1725-1700cm-1.ESTER

LookforC-Oabsorptionofmediumintensitynear1300-1000cm-1.TherewillbenoO-Hband.ALDEHYDE

LookforaldehydetypeC-Habsorptionbands.ThesearetwoweakabsorptionstotherightoftheC-Hstretchnear2850cm-1and2750cm-1andarecausedbytheC-HbondthatispartoftheCHOaldehydefunctionalgroup.Lookforthecarbonylbandaround1740-1720cm-1.KETONE

TheweakaldehydeCHabsorptionbandswillbeabsent.LookforthecarbonylCObandaround1725-1705cm-1.3.Ifnocarbonylbandappearsinthespectrum,lookforanalcoholO-Hband.ALCOHOL

LookforthebroadOHbandnear3600-3300cm-1andaC-Oabsorptionbandnear1300-1000cm-1.4.IfnocarbonylbandsandnoO-Hbandsareinthespectrum,checkfordoublebonds,C::C,fromanaromaticoranalkene.

ALKENE

Lookforweakabsorptionnear1650cm-1foradoublebond.

TherewillbeaCHstretchbandnear3000cm-1.

AROMATIC

Lookforthebenzene,C::C,doublebondswhichappearasmediumtostrongabsorptionsintheregion1650-1450cm-1.TheCHstretchbandismuchweakerthaninalkenes.5.Ifnoneofthepreviousgroupscanbeidentified,youmayhaveanalkane.ALKANE

ThemainabsorptionwillbetheC-Hstretchnear3000cm-1.Thespectrumwillbesimplewithanotherbandnear1450cm-1.6.Ifthespectrumstillcannotbeassignedyoumayhaveanalkylbromide.ALKYLBROMIDE

LookfortheC-Hstretchandarelativelysimplespectrumwithanabsorptiontotherightof667cm-1.9二、红外谱图解析1．烷烃（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H)-（CH2）n-nδas1460cm-1

δs1380

cm-1CH3

CH2

δs1465cm-1CH2

d

720cm-1（水平摇摆）重叠

CH2

对称伸缩2853cm-1±10CH3

对称伸缩2872cm-1±10

CH2不对称伸缩2926cm-1±10

CH3不对称伸缩2962cm-1±10

3000cm-1

CH2

对称伸缩2853cm-1±10CH3

对称伸缩2872cm-1±10

CH2不对称伸缩2926cm-1±10

CH3不对称伸缩2962cm-1±10

3000cm-1

LinkLinkLink101380cm-1

对结构敏感可作为判断分子中有无甲基存在的依据：⑴．孤立的甲基在1380cm-1

出现单峰，其强度随甲基数目增加而增强．⑵．当两个甲基和同一碳原子相连时，1380cm-1

出现双峰，且强度相等1:1(C)CH3

CH3

⑶．叔丁基－C－CH3

在1380cm-1

附近出现了强度一强

一弱的双峰，强度比为1:2（低频峰比高频峰的强度大2倍．)用1380cm-1

吸收峰识别甲基，很有特征CH3CH311HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3CH3δs

C—C骨架振动

1:11155cm-11170cm-1CCH3CH31391-1381cm-11368-1366cm-14:51195cm-1

CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21250cm-1a)由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。b)C—C骨架振动明显(1385)(1370)(1390)(1365)LinkLinkLinkLinkLinkLinkνC—C:1200cm-1LinkLink12c)

CH2面外变形振动—(CH2)n—，证明长碳链的存在。n=1770~785cm-1

（中）

n=2740~750cm-1（中）

n=3730~740cm-1

（中）

n≥722cm-1

（中强）

d)

CH2和CH3的相对含量也可以由1460cm-1和1380cm-1的峰强度估算强度cm-1150014001300正二十八烷cm-1150014001300正十二烷cm-1150014001300正庚烷Link13142.烯烃，炔烃伸缩振动变形振动a)C-H伸缩振动(>3000cm-1)

3080cm-1

3030cm-1

3080cm-1

3030cm-1

3300cm-1

υ（C-H）3080-3030cm-1

2900-2800cm-13000cm-115b)C=C伸缩振动(1680-1630cm-1

)1660cm-1

分界线υ（C=C）反式烯三取代烯四取代烯1680-1665cm-1

弱，尖顺式烯乙烯基烯亚乙烯基烯1660-1630cm-1

中强，尖LinkLinkLink16ⅰ分界线1660cm-1

ⅱ顺强，反弱ⅲ四取代（不与O，N等相连）无υ（C=C）峰ⅳ端烯的强度强ⅴ共轭使υ（C=C）下降20-30cm-1

2140-2100cm-1

（弱）

2260-2190cm-1

（弱）总结Link17c)C-H变形振动(1000-700

cm-1

)面内变形（=C-H）1400-1420cm-1

（弱）面外变形（=C-H）

1000-700cm-1

（有价值）（=C-H）970cm-1（强）

790-840cm-1

（820cm-1）

610-700cm-1（强）

2：1375-1225

cm-1（弱）

800-650cm-1（690cm-1）990cm-1910

cm-1

（强）2：1850-1780

cm-1

890cm-1（强）2：1800-1780

cm-1

（=C-H）LinkLinkLinkLinkLink18谱图（990、910）（970）对比烯烃顺反异构体690970213、芳香烃类3030cm-1A）υC＝C－H

B）苯环骨架～1600～1585～1500～1450cm-1

C）泛频区2000～1666cm-1D）面外弯曲900～690cm-1

Link取代类型C-H面外弯曲振动吸收峰位置（cm-1）苯670单取代750，690二取代1，2-7501，3-

(880),780，6901，4-860～800LinkLinkLinkLinkLinkLinkLinkLinkLinkLinkLink取代类型C-H面外弯曲振动吸收峰位置（cm-1）苯670单取代750，690二取代1，2-7501，3-690，7801，4-860～800三取代1，2，3-780-760，745-7051，2，4-885-870，825-8051，3，5-865-810，730-675四取代1，2，3，4-810-8001，2，3，5-850-8401，2，4，5-870-855五取代87023241.推测C8H8纯液体解：1）

=1-8/2+8=52）峰归属

3）可能的结构LinkLinkLinkLink251）不：12）3008，1650烯3）990，910单取代烯烃例2LinkLink261）不：42）3050；1600，1500760，700单取代苯3）1380异丙基例3:LinkLinkLink271）800对位取代例4:Link28例5:LinkLinkLink2930例6:LinkLinkLinkLink3132例7:LinkLinkLinkLink3334例8:LinkLink3536例9:Link3738例10:LinkLink39404.醇、酚（—OH）

O—H，C—Oa)-OH伸缩振动(>3600cm-1)b)碳氧伸缩振动(1100cm-1)β游离醇，酚伯-OH3640cm-1仲-OH3630cm-1叔-OH3620cm-1酚-OH3610cm-1υ（—OH）

υ（C-O）

1050cm-11100cm-11150cm-11200cm-1α支化：-15cm-1α不饱和：-30cm-1LinkLinkLinkLink41—OH基团特性

双分子缔合（二聚体）3550-3450

cm-1多分子缔合（多聚体）3400-3200

cm-1分子内氢键：分子间氢键：多元醇（如1，2-二醇）3600-3500

cm-1螯合键（和C=O，NO2等）3200-3500

cm-1多分子缔合（多聚体）3400-3200

cm-1

分子间氢键随浓度而变，而分子内氢键不随浓度而变。水（溶液）3710cm-1水（固体）3300cm-1结晶水3600-3450cm-1423515cm-10．01M0．1M0．25M1．0M3640cm-13350cm-1

乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图2950cm-12895

cm-1434445脂族和环的C-O-Cυas

1150-1070cm-1

芳族和乙烯基的=C-O-Cυas

1275-1200cm-1（1250cm-1

）υs

1075-1020cm-15.醚（C—O—C）脂族R-OCH3υs(CH3)2830-2815cm-1芳族Ar-OCH3υs(CH3)~2850cm-1（1050）466．醛、酮47

－C1850~1800cm-1

两个峰酸酐O

－C1780~1740cm-1

由于振动偶合酮R－C－R’1725~1705cm-1

醛R－C－H1740~1720cm-1

酰胺－C－NH2

1700~1680cm-1

OOOOOOOO羧酸－C－OH1725~1705cm-1

酯R－C－OR’1740~1710cm-1

酰卤R－C－X1815~1720cm-1

LinkLink醛Link双峰原因→费米共振Link511）不：02）3340，1100醇3）借助其它方法例11:Link521）不饱和度：(8228)2=5

大于4，一般有苯环，C6H53）1710cm1，C=O，

2820，2720cm1，醛基2）3000cm1以上，不饱和C-H伸缩可能为烯，炔，芳香化合物

1600，1580cm1，含有苯环指纹区780，690cm1，间位取代苯4）结合化合物的分子式此化合物为间甲基苯甲醛171078069028202720例12化合物C8H8O的红外谱图LinkLink531）不饱和度：(3224)2=2可能为烯，炔及含有羰基的化合物2）3300cm1处宽带，羟基结合1040cm1处的吸收，可推测含有O-H,

由此可排除含有羰基的可能性3）2110cm1处的吸收，可知此化合物有碳碳三键吸收结合化合物的分子式可知此化合物为2-丙炔醇211010403300例13C3H4OLinkLink541)不饱和度：(7228)2=4可能含有苯环2)3000cm1以上，以及1600，1500cm1表明含有苯环（-C6H5）

770，700cm1表明苯环取代为单取代3)分子式为C7H8O，除去苯环(-C6H5)，取代基为CH3O，苯甲醚(?)苯甲醇(?)3300cm1()，1250，1040cm1()

芳香脂肪醚C-O的吸收表明此化合物为苯甲醚1600150077070012501040例14C7H8OLink551）不：42）3000，1600，1500苯3）3300（×），1250，1050

芳香脂肪醚4）750，邻位取代例15:LinkLink56例16:

1)不：12）2820，2720；1730醛3）C3H7-;1380裂分异丙基4)NMRCheck13861369LinkLink57例17:1）不：52）苯；3）1685，共轭C=O4)C6H5-C=O-5)NMRLink58例18:LinkLink5960例19:6162例20:LinkLink63646．羧酸及其衍生物羧酸的红外光谱图缔合：~1715游离：~1760υC=O66酰胺的红外光谱图√√√√√√√Link68酸酐的红外光谱图υC=O

~1800附近出现两强度不等吸收带υC-O在1300~900，宽且强υC=O

~1800附近出现υC-X在1250~910,峰形宽酰氯的红外光谱图708.氰基化合物的红外光谱图υC≡N=2275-2220cm-1Link719.硝基化合物的红外光谱图υAS（N=O）=1565-1545cm-1υS（N=O）=1385-1350cm-1脂肪族芳香族υS（N=O）=1365-1290cm-1υAS（N=O）=1550-1500cm-17221.推测C4H8O2的结构解：1）=1-8/2+4=12）峰归属

3）可能的结构7322.C8H7N，确定结构解：1）

=1-（1-7）/2+8=62）峰归属

3）可能的结构LinkLinkLinkCH3CH2COOH例23:1）不：12）3000，O-H；酸930，O-H,3)1700,C=O4)1230，C-O例24:1)不：12）3350，3180，-NH2

1680,1580,伯酰胺LinkLink例25

1)不：32）2240，3300(×),CN3)3100,1620,C=C4)975,870单取代烯

Link26.某化合物的分子式C6H14，红外谱图如下，试推测该化合物的结构。Link78从谱图看，谱峰少，峰形尖锐，谱图相对简单，可能化合物为对称结构。从分子式可看出该化合物为烃类，不饱和度的计算：U=（6×2+2-14）/2=0表明该化合物为饱和烃类。由于1380cm-1的吸收峰为一单峰，表明无偕二甲基存在。775cm-1的峰表明亚甲基基团是独立存在的。因此结构式应为：由于化合物分子量较小，精细结构较为明显，当化合物的分子量较高时，由于吸收带的相互重叠，其红外吸收带较宽。解答79谱峰归属

3000-2800cm-1：饱和C—H的反对称和对称伸缩振动（甲基：2960和2872cm-1，亚甲基：2926和2853cm-1）。1461cm-1：亚甲基和甲基弯曲振动（分别为1470和1460cm-1）。1380cm-1：甲基弯曲振动(1380cm-1)。775cm-1：乙基—CH2—的平面摇摆振动（780cm-1）。27.试推断化合物C4H5N的结构Link81解答

不饱和度计算：U=（4×2+2-5+1）/2=3由不饱和度分析，分子中可能存在一个双键和一个叁键。由于分子中含N，可能分子中存在—CN基团。由红外谱图看：从谱图的高频区可看到:2260cm-1，氰基的伸缩振动吸收；1647cm-1

，乙烯基的—C=C—伸缩振动吸收。可推测分子结构为：由1865，990，935cm-1：表明为末端乙烯基。1418cm-1：亚甲基的弯曲振动（1470cm-1，受到两侧不饱和基团的影响，向低波数位移）和末端乙烯基弯曲振动（1400cm-1）。验证推测正确。82例28:8384例29:8586例30:8731.试推断化合物C7H9N的结构89解答

不饱和度的计算：U=（7×2+2-9+1）/2=4不饱和度为4，可能分子中有多个双键，或者含有一个苯环。3520和3430cm-1：两个中等强