华科有机分析药理课件红外2010学生

ChapterInfraredabsorptionspectroscopy;QE0.05~1.0EVE转0.0001~

微/cm-

分子跃迁类

泛频、振动参考晶格振适用范 有机官能定量分

和转

和纯转无机矿物金属有机定义红外光谱的表示T横坐标为波长λ（μm）或波数σ（cm-红外光谱的例：— 第一节IR一、分子振动一、分子振动能级和振振动化学键的振动类似于连接两个小球的分子的振动能级（量子化）：V：振动量子：化学键的分子中不同EV=Vh光的能

也就是说，只有当EV=EL或者L=V.时，才可分子吸收辐射产生振转跃迁必须条件一：辐射光子的能量应与振基频峰和泛

L=在常温下绝大多数分子处于基态(V0)，由基态跃迁到第一振动激发态(V=1)，△V=1，则L振动L=基频峰和泛泛频（即LV2885.9cm->5668.0cm->8346.9cm->10923.1cm->13396.5cm-(2).泛频泛倍频峰峰合频

L1差频峰（即=2--产生的峰1振动频Hooke

频率)1 k药学院本k考

式中：k—化学键的力常数，单位为N.cm-μ—折合质量，单位为

m1ν k(cm1 u' A其中:1307

NA105);N

6.231023ν

k(cm1键的K/1010N•cm-②成键原子的质量m1或m2↓，则ν或σ↑。化学 N -

3000-3600cm-

苯⑥1600～1450(多峰

＞1700(孤立＜1700(共轭（二）振动伸缩弯曲振动（）第一节IR一、分子振动能级和振伸缩振动(srthirat变的振动称为伸缩振动。符号v表示。分为称伸不对称伸缩振动子子AX2

AX3型 ~ ~ AX2型分

AX3型分CH2

~

~弯曲振动(bendingvibration)（变形振动，变角振动键角发生周期性变化而键长不变的振分为：面内、面外、对称及不对称弯曲振动等形面内弯曲振动β 剪式（δ）及面内摇摆振动（ρ）两种剪式振动AX2型分

~1465面内摇摆AX2型分

~—(CH2)n—n（2）面外弯曲振动(γ)面外摇摆AX2型分

CH

~一个X原子在面上，一个X

τCH

~（3）变形振动：多个化学键端的原子相对于分子称的变形振动AX3型分s

~②不对称的变形振动AX3

~伸缩亚甲CHCH

~ cm~2925cm~ cm

δCH33

~ cm~1375cmCH

~720cmsCH

~ cm

CH第一节IR一一、分子振动能级和振（三）振动自由度与振动自由度：分子独立的振动数目或分子振动自由3N平动自由度转动自由度 非线型分子F非线性分子OH3756cm-

OH3652cm-

δOH1595cm-s

线性分子

δC=O667cm-

γC=O667cm-第一节IR一一、分子振动能级和振二、红外吸收二、红外吸收光谱产生的条件和吸收(一)、红外吸收光谱产生的

δC=O667cm-

γC=O667cm-为什么会出现基本振动吸收峰数少于振动自由度简红外非活性电磁磁交变

偶极子在交变电场只有发生偶极矩变化(0)的振动才能引 O如O

OCas OC

例：四氯CH3CCCH3CH3-CH2-CC-H

-C-C(一)、红外吸收光谱产生的红外辐射的频率与科νLνV科分子振动过程中，必须伴随(二)、吸收峰的谱带的绝对强度，用摩尔吸光系数εε吸收谱带表示跃迁几率与振动过程中偶极矩的变化△μμ，跃迁几率，谱带强度↑电负性相差，Δμ↑谱带强度对称性↑，振 极矩的变化完全对称的结构，Δμ=0Δμ0νas＞ν 第一节IR一一、分子振动能级和振二、红外吸收二、红外吸收光谱产生的条件和吸收三、三、经验Kμ↓，基频峰的ν例νCH、νOH、νNH峰出现在图谱的高波数区（左端μ相同学CC＞C＝H＞C－H；CN＞C＝N＞C－N；C＝O＞μK相同ν＞β＞γ例：νC-H＞βC-H＞γC-（四）影响峰位分子内部结构使吸收峰向高频方向移动R化合R

OOF←C→FORCδORCδ化合

cm-化化合

CO CO ，双键性KνO

R' R' (3)空间由于空间阻隔，分子平面与双键不在同一平面，此共效降红峰向 。O

CHC=O=1663cm-O

CH

C=O=1686cm-五元环>六元环。随环张力增加，红外峰向数移 3060-3030cm- 2900-2800cm-C1576cmC2

1781cm-1678cm-1611cm-1644cm-

CC

1657cm-1651cm-互变OCH3

CH2 OC2H5

CH3

OC2H5（A） 1738cm-

药学院本科） 1650cm-

1717cm-

强度较小，与νC=C 3000cm-氢

∶ CH 2835cm-（3700～3125cm-

(形成分子内H键νC=O(缔合)1622cm-（游离）1675cm-νOH(缔合)2843cm-

(未形成分子内H键νC=O(游离)1676cm-1673cm-νOH(游离3615cm- H

二聚体3200～2500cm-游离（3650～3600cm-

二聚体1710cm-游离（1760cm-药t院本科参

)N

～3640cm-

～3515cm- ～3350cm-（Fermi 外部因(1)溶剂效极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低 学7m-乙醚C=O=1735cm-1乙醇C=O=1720cm-1因此红外光谱通常需在非极性溶剂（2）通，物质由固态向气态变化，其波数将增加。在液态时，=1718cm-; 气态时=172m-1，因此在查阅标准院，注意试样状态制样方法（五）、特征区 用于确定官能团

干扰单键区、双键区 k单键区、双键区 k(m1m22c m1m2

官能团特征频药

氢键 叁键区双键伸 振

苯C－CC－HC－OO－HC－NC－CC－HC－OO－HC－NδδC－H——C－H键的弯曲特征区(4000～1300cm-1)高频包含H的各种单键、双键和三键的伸缩振动及面、特点：学 ，易辨、注解析中作①化合物具有哪些基②确定化合物是芳香族、脂肪族饱和及不饱和化合区(1300～400cm-1)低频特点：注：相关峰常出科参解析中作①作为化合②确定化合第一节IR一一、分子振动能级和振二、红外吸收二、红外吸收光谱产生的条件和吸收三、三、四、四、特征峰与相特征峰(characteristicabsorption(correlationabsorption

图。。

sCH2

3090cm1639cm明确特征分析有明确特征分析有关记住特征频率四、羰基化合五、五、含氮有机化（一）烷C-H弯曲振

δas1460cm- δs1380cm-1 药学CH参465cm-1

ρ720cm-1（水平摇摆CH3对称伸缩2872cm-1±10CH3不对称伸缩2962cm-C

1250~弱中由于支链的引入，使CH3由于支链的引入，C—C骨架振动H CH3

CH3

C—C骨架1155cm-1170cm-CCCC

1195cm-1250cm-CH2面外变形振动—(CH2)n—，n=1770~785cm-1（中） 740~750cm-1（中）n=3730~740cm-1（中） 722cm-1（中强）CH2和CH3的相对含量也可以由1460cm-1和1380cm-1强度估算

δas1460cm-重δs1380cm- δs1465cm- 1300cm

1300cm-

1300cm-烷 ——只有C－C和C－H

力常数较吸收弱①νC－H＝2960～2850

③δ(CH2)CH2)n

饱和ν

链特征(明确明确特征分析有关记住特征频率CCH伸缩CC振动CCC振CC-H伸缩振动3000cm-HCHCHCCH2CH

υ（C-3080cm-3030cm-3080cm-3030cm-3300cm-

3080-3030cm-3000cm-

2900-2800cm-C=C伸缩振动(1680-1630cm-1四取

R R R2R RR R R R

1680-1665cm-弱，R R顺式

R R R

1660cm-乙烯亚乙烯

R R R

1660-1630cm-对烯烃顺反总ⅰ分界线1660cm-峰端烯的强度d＝C-H弯曲振面内弯曲（=C-H）1400-1420cm-1（弱面外弯曲（=C-H）1010-700cm-1（有价值 C RCR

（=C-970cm-790-840cm-（820cm-

C CCR4610-700cm-1（强C

（=C-800-650cm- （690cm-H1010cm-H910cm-1（强H2：1850-1780cm- 890cm-1（强烯 特征结构：C＝C和＝C－H对称性强，吸收①νC＝C＝

共轭烯烃，移向低频(1630)＝C－C＝C，使C＝C的化②ν＝C－H＝3100～3010③δ＝C－H＝键特

饱和ν

一、一、比νOH和νNHC≡C骨架伸缩振动：νC≡C2260～2100cm-辛 辛 炔 特征结构：C≡C和≡C－H①νC≡C＝2140～2100②ν≡C－H＝C=C。所以，νC≡C和ν≡C－H比烯烃外谱图没有饱和ν明确特征结 分析有关振 记住特征频率一一、芳氢伸缩 3100～3030cm-1(m,通常有几个峰芳环骨架伸缩振动（确定苯环存在 1650～1430cm-1（双峰～1600cm- 泛频 2000～1667cm-1芳氢面δ＝C-H1250～1000cm-1(w，特征性不强芳氢面 910～665cm-1(s，用以确定苯环取代方式n-C-

1500,C-

C8H6–C6H5=

苯衍生物的红外光①ν苯甲邻二 间二①ν苯甲邻二 间二对二＝②ν＝②νH＝②ν＝C－HH＝＝＝吸收

吸收

练习：分析下列 图芳烃特征频νC＝C＝ ν＝C－H＝＊甲邻二甲间二甲＊甲邻二甲间二甲对二甲＊在710～690处还

③④明确特征结 分析有关振 记住特征频率一一、（一）O-H伸缩νOH(游离的醇或酚

3650～3600cm- (s,尖3600～3500cm- (s,稍宽3500～3200cm- (s,宽10化合游离νOHcm-酚(固态样品1260～1170饱和叔1205～1124饱和仲1124～1087(s饱1085～1050(s βOH1420～1330cm-1（特征性差乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR

28952895cm-醇和 特征结构：O－H和C－O分子间氢（二）脂肪族νC-O-1300～1000cm-1，无νO-H峰C-对称醚C-

1150～1070cm- C-O-烷基芳νs=C-O- 1075～1020cm-C

~OH~OH~

~明确特征结 分析有关振 记住特征频率一一、四四、羰基化合红外光谱中最重（一）酮α、β-不饱和酮：1685～1665㎝- 考正 药学院本科参考-

- 1640㎝-1715㎝-

1685

1680

1665共轭效应使吸收C（二）． （醛）~1725cmC

强 CH(O)

~28202720cm双峰

CH(O)二倍频峰与CH(O)接近 成双（三）

(CX饱和酰氯：1800㎝-1（S,基准值不饱和酰氯：1780～1750㎝-二乙酮 、及丙酰氯的红外光（四）羧单体：3550cm-1( 二聚体：3400～2500cm－1（宽而散νC=O1740～c-,νC－O：1320～1200cm-1 （五）νC=O～1735cm－1(S，基准值)，共轭峰 O O C :-+CHνC-O-C1300～1000cm－1 :-+CH

,宽

（六） 1850～1800cm－1（s,双峰

,这是酸酐的两个羰基

OH以3000为中心（强宽νCOνCO0C018241757

C

104（（七）酰)注共轭诱导 3500～3100cm－1伯酰胺(双峰 3530～3520cm－1(游离～3350cm1(缔合仲酰胺(单峰、锐叔酰胺无νNH

0cm－1(游离～3180cm－1(缔合3500～3400cm－1(游离3330～3060cm－1(缔合 1640～1550cm－1(较弱，靠近νC＝O伯伯酰胺（双峰3350， νCO1680~N 1640~1550CCN五、（一）ννNH3500～3300cm－1（m,尖）ν

仲胺为单峰；叔胺无δNHνC-N1350～1000cm－1（m，∵共轭，芳胺峰

N（强单）

（二）硝基化

C

（三）腈基化2260～2220cm－1（特征峰，S，锐

苯⑥1600～1450(多峰

＞1700(孤立＜1700(共轭 O 一一红外吸收光谱试样的红外吸收光谱试样的一 试样气体——①液膜