常见有机化合物的红外光谱

第四章

红外吸收光谱分析法4.3常见有机化合物的红外谱图InfraredspectrographoforganiccompoundsInfraredabsorptionspectroscopy,IR2024/1/20化合物(基团)的特征频率(实际上是指波数值σ，习惯用υ表示)是红外光谱用以定性的根底。主要化合物(基团)的红外光谱2024/1/204.3.1

典型有机化合物的红外光谱1.饱和烃及其衍生物烷烃〔CH3，CH2，CH〕振动形式(C—H,C—C)红外光谱特征：(a)C—H的伸缩振动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区分饱和与不饱和<3000cm-1-（CH2)n-n

CH2γ

(720cm-1)（水平摇摆）(c)指纹区δas1460

cm-1

δs1380

cm-1CH3

CH2

δs1465

cm-1(b)变形振动重叠

√1198cm-1以上是正构烷烃的特征频率，如果发生异构化，特征频率会有怎样变化？2024/1/20HCCH3CH3CH3

C—C骨架振动,弱

1:11155cm-11170

cm-1CCH3CH34:5左弱右强1195cm-1

CCH3CH3CH31:21250cm-1由于支链的引入，造成CH3的对称变形振动的频率和峰形发生变化提供异构化的信息1385-1380cm-11372-1368cm-11391-1381cm-11368-1366cm-11405-1385cm-11372-1365cm-11250cm-12024/1/20-(CH2)n-〔n≥4〕时水平摇摆振动γ～720cm-1附近产生吸收峰提供碳链长短的信息变形振动～1380cm-1吸收峰裂分；强度相等；有异丙基存在。2024/1/20(2)醇〔—OH〕振动形式：O—H，C—O光谱特征：(1)—OH伸缩振动(>3600cm-1)

(2)碳氧伸缩振动(1100cm-1)βα支：-15cm-1α不饱和：-30cm-1游离醇、酚伯-OH

3640cm-1仲-OH

3630cm-1叔-OH

3620cm-1酚-OH

3610cm-11050cm-11100cm-11150cm-11200cm-1有氢键缔合，，宽峰这些频率值不是绝对的，还与取代情况密切相关。随着Cα上取代基数目的增加而频率向低波数位移。2024/1/20—OH基团特性：

双分子缔合〔二聚体〕3550～3450cm-1多分子缔合〔多聚体〕3400～3200cm-1(2)分子内氢键：羟基与邻位极性基团形成强的分子内氢键，υOH显著低移，甚至与烷基谱带重叠在一起(1)分子间氢键：多元醇〔如1,2-二醇〕3600～3500cm-1螯合键〔和C=O，NO2等〕3500～3200cm-1多分子缔合〔多聚体〕3400～3200cm-12024/1/20羟基浓度增大，造成—OH氢键的缔合作用使得—OH向低波数移动2024/1/201405-1385cm-11372-1365cm-11:21250

cm-1伯-OH

1030cm-1(C-O)异丙基C-C2024/1/20脂肪醚和环醚的C-O-C

υas

1150～1070cm-1

是脂肪族化合物中唯一的强宽峰

芳基和乙烯基的=C-O-Cυas1275～1200cm-1〔1250cm-1〕υs

1075～1020cm-1〔3〕醚〔C—O—C〕脂族R-OCH3

υs(CH3)

2830～2815cm-1芳族Ar-OCH3

υs(CH3)~2850cm-1较强吸收峰较弱吸收峰2024/1/202024/1/20〔4〕胺〔—NH〕(a)

特征吸收：N-H伸缩振动、N-H变形振动和C一N伸缩振动；基团特征频率区指纹区伯胺R—NH2Ar—NH2N—H伸缩振动特征：产生双峰υas

3500cm-1υs

3400cm-1仲胺为单峰，R—NH—R’：3350～3310cm-1

Ar—NH—R：3450cm-1N-H伸缩振动(c)

N-H变形振动：1640～1500cm-1、900～650cm-1

υN-H与υO-H相重叠，可根据峰形和强度来区分它们：通常羟基峰强而宽，氨基峰弱且尖，后者随浓度变化较小。C-N伸缩振动脂肪胺υ(C—N)：1203～1030cm-1(b)(d)芳香胺υ(C—N)：1360～1250cm-1与C—C(1200cm-1)相近，但强度大2024/1/201384，1367cm-1处峰强度近似4：5，说明有异丙基存在2024/1/202

烯烃和炔烃(1)=C—H伸缩振动(>3000

cm-1)

3080cm-1

3030cm-1

3080-3030cm-1

2900-2800cm-1

3000cm-1

区分饱和与不饱和化合物烯烃的特征频率：=C-H伸缩振动、变形振动和C=C伸缩振动3300cm-1

=C-H2:3080cm-1

=C-H:3030cm-1

弱吸收乙烯基两个峰如：烯酮2024/1/20(2)C=C伸缩振动(1680-1630cm-1

)1660cm-1

分界线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，尖对称性顶峰强弱2024/1/20(3)=C-H变形振动(1000-700cm-1

)面内变形〔=C-H〕1400-1420cm-1〔弱,无实用价值〕面外变形〔=C-H〕1000-700cm-1(有价值,判断取代类型〕（=C-H）970cm-1（强）

790-840cm-1

（820cm-1）

610-700cm-1（强）

2：1375-1225

cm-1（弱）

〔=C-H〕800-650cm-1〔690cm-1〕990cm-1910cm-1〔强〕2：1850-1780cm-1890cm-1〔强〕2：1800-1780cm-1无2024/1/20ⅰ分界线1660cm-1(C=C伸缩振动)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-12140-2100cm-1〔弱〕2260-2190cm-1〔弱〕总结取代基R1=R2对称结构无红外活性2024/1/20谱图2024/1/20比照烯烃顺反异构体.1660cm-1顺强反弱

2024/1/203.芳烃芳烃的主要特征谱带有：Ar-H伸缩振动、C=C伸缩振动Ar-H变形振动(弯曲振动)和Ar-H变形振动的倍频=C-H伸缩振动(3100~3000cm-1)特点：锋利的针状谱带与烯烃相重叠，区别是：Ar-H强度弱，常见的FTIR可分辨1~5个峰2.芳环骨架ν〔C=C〕:1600cm-1和1500cm-1所以，芳烃的存在可由3030、1600、1500cm-1

的谱带来判断2024/1/202.芳环骨架振动ν〔C=C〕:1600cm-1和1500cm-1特征：υC=C在1600、1580cm-1

，1500、1450cm-1出现1～4个峰，可看作两组1580cm-1(w)是1600cm-1谱带的一个肩部

只有当苯环上有取代基时才出现这一对峰，强度是变化的；

与C=O、C=C、NO2、Cl、S、P等共轭时，1600cm-1裂分为1600cm-1和1580cm-1；强度增加。(2)

1500cm-1谱带一般比1600cm-1峰强(3)1450cm-1(s)与甲基不对称变形振动、亚甲基剪式振动谱带相重叠成宽峰(4)在苯分子中1500，1450cm-1这一对峰简并成1485cm-1。所以常见到1600、1480cm-1的峰2024/1/202024/1/20谱峰数目只与取代情况有关而与取代基种类无关。3.Ar—H面外变形振动γ：900～650cm-1(较强)4.Ar-H变形振动的倍频吸收峰2000～1650cm-1出现由2～6个峰组成的特征峰群，此倍频区峰的形状与特定的取代类型相关联。2024/1/20二甲苯三种异构体的红外光谱图

2024/1/204.羰基化合物最大特征:ν(C=O)〔常见1850～1650cm-1〕共轭效应使ν〔C=O〕向低波数位移；诱导效应使ν〔C=O〕向高波数位移。注意：波数-波长-能量之间的关系。

酰胺<酮<醛<酯<酸<酸酐cm-1：1680171517251735176018172024/1/20〔1〕.酮酮羰基ν(C＝O)：1715～1710cm-1。羰基如果和烯键C=C共轭，羰基ν(C＝O)将移向低频1680～1660cm-1附近。

2024/1/20〔2〕.醛特征1：醛羰基ν(C＝O)：～1725cm-1。特征2：2820cm-1和2720cm-1弱的双峰。2024/1/20〔3〕羧酸ν(O-H):3400~2400(宽峰宽度)δ(O-H)：1400，950~900ν(C=O)：1710(-H)

or1760ν(C-O):1320~1220是红外光谱中识别羧酸的主要系列峰。

2024/1/20〔4〕酯(1)ν(C＝O)：～1735cm-1特征吸收峰。(2)ν(C－O－C):1300～1030cm-1的强吸收峰，二个峰；C－O－C基团的不对称和对称伸缩振动；不对称伸缩振动的谱带强、宽且稳定，称为酯谱带。特征：甲酸酯1180cm-1，乙酸酯1240cm-1，丙酸以上的酯1190cm-1，甲酯1165cm-12024/1