《有机化学》课件-13-6

13.6典型红外谱图

从表13-1可以看到，具有一个特定官能团的化合物并非只在一个频率处有特定吸收，它的特征吸收可能出现在几处。如烯在3100〜3OlOcm-1(C—H伸缩），1675〜1640cm-1(C=C伸缩），1000〜675cm-1(C—H面外弯曲）出现三种特征吸收。本节主要目的是通过典型红外谱图分析了解特定官能团在哪些频区有特征吸收（即一个官能团可由几个吸收峰表征），认识与谱图的特征吸收峰相对应的官能团的结构，最终达到解析谱图的目的。—、烷、烯、炔1.烷

烷烃只含C—C键和C-H键，C—C键吸收较弱，对结构分析并无价值，烷烃的特征吸收主要是C—H伸缩振动(3000〜2850cm-1)和C—H弯曲振动（1465〜1340cm-1)，一般饱和烃C—H伸缩均在接3OOOcm-1，但在3OOOcm-1以下的频率吸收，如图13-4,2930cm-1和2800cm-1即为C—H伸缩振动吸收。图中1460cm-1和1380cm—1分别为-CH2—和-CH3—的C-H面内弯曲振动吸收。

2.烯

烯键作为它的官能团可以由C=C伸缩、C=C—H伸缩和面外弯曲振动吸收来表征。也就是说确定烯键的存在应在3100〜3010cm-1、1675〜1640cm-1和1000〜675cm-1三个区域中找出相关特征吸收峰。如图13-5,1-辛烯的IR谱图中，3OO8cm-1为=C—H伸缩振动吸收(一般接近3OOOcm-1，且高于3OOOcm-1为不饱和碳氢伸缩，低于3OOOcm-1—般为饱和C—H伸缩振动吸收），

1650cm-1为C=C伸缩振动吸收，910cm-1和990cm-1两个吸收峰为一取代烯C—H面外弯曲振动吸收。

在1000〜675cm-1频区为烯C—H键面外弯曲，根据取代基个数和位置在该频区内有不同特征吸收◦表13-1列出了一取代和不同位置二取代及三取代烯的特征吸收频率。在红外谱图分析中常常利用这一点来区别烯烃的异构体。图13-6分别是顺-2-丁烯和反-2-丁烯的红外谱图。可以注意到顺式异构体在675cm-1有强的吸收峰，而反式异构体该振动吸收却出现在970cm-1处。3.炔

炔含有碳碳叁键，伸缩振动吸收在2250~2100cm-1尽管吸收峰强度不大在该区无其他吸收峰干扰，所以是最明显的叁键特征吸收峰。当然对称炔烃伸缩不能引起偶极矩变化,在该频区无吸收。端基炔在33OOcm-1)C—H伸缩振动也为特征吸收。图13-7为1-己炔红外谱图，在33lOcm-1和2120cm-1的吸收峰描述了端基炔的特征。二、 芳烃

芳烃的特征吸收分散在三个小频区,3100~3OOOcm-1芳环上C一H伸缩振动，1600~1450cm-1

C=C骨架振动，880~680cm-1

C-H面外弯曲振动。其中C一H伸缩振动与烯有相同的吸收，但C=C骨架振动则与烯C=C伸缩振动吸收不同。芳烃一般在16OOcm-1、1580cm-1、1500cm-1和1450cm-1可能出现强度不等的四个峰，但145Ocm-1处吸收往往与甲基、亚甲基的C-H弯曲振动吸收重合。无论如何，在此区域的吸收是芳香化合物的重要特征。在880-68Ocm-1的C一H面外弯曲振动吸收依苯环上取代基的个数和位置不同而发生变化。表13-1列出了一取代苯和邻、间、对二取代苯的不同吸收频率。在芳香化合物红外谱图分析中常常用此频区吸收判别异构体。

图13-8为异丙苯的红外谱图在3050cm-1(C-H伸缩）、1600cm-1、1500cm-1(C=C骨架振动）的吸收说明芳环的存在，而760cm-1和700cm-1

(C—H面外弯曲）的吸收表明一取代苯的特征。图中1380cm-1的两重峰为异丙基的特征吸收。比较它的异构体对乙基甲苯红外谱图（图13-9),在指纹8OOcm-1打一强吸收峰，这是对二取代苯的特怔。三、 醇、酚、醚

1.醇和酚

醇和酚上要特征吸收是O-H和C-0的仲缩振动吸收。自由羰基时O-H仲缩振动3650~36OOcm-1有尖锐的吸收峰。但醇和酚往往形成分子间氢键，削弱0-H键强度而使吸收频率降低。随样品浓度的变化，氢键形成的可能性不同，吸收频率发生移动的程度不同。所以形成分子间氢键的O-H伸缩振动在3500~3200cm-1会出现一个宽的吸收峰。C-O伸缩振动在1300~1OOOcm-1

区域。对于酚，除了上述两个特征吸收以外，应有芳环的特怔吸收图13-10中，~3340cm-1的宽峰为2-丁醇O-H伸缩振动吸收，11OOcm-1为C-O伸缩振动吸收。2.醚

醚的特征吸收只有1300~1OOOcm-1的C-0伸缩振动吸收，它不具有0-H伸缩振动吸收，这是它与醇、酚的主要区别。一般脂肪醚在1150~106Ocm-1有一强的吸收峰，而芳香醚类在该区有两个C-0伸缩振动吸收,1270~1230cm-1

(Ar-0伸缩）和1050~1000cm-1(R-O伸缩）（有些书把前者称做C-O-C反对称伸缩，后者称做对称伸缩）,，图13-11为邻

甲基苯甲醚的红外谱图。在1350cm-1和1050cm-1出现两个强的吸收峰即为C-0伸缩振动吸收。当然在3000cm-1以上的吸收峰，1600cm-1和15OOcm-1的吸收表示芳环的存在，750cm-1强的吸收峰表明是邻二取代芳香化合物。四、羰基化合物

羰基的伸缩振动吸收是红外光谱中最强和最有特征的吸收,它几乎独占了1800~1650cm-1频区，很少与其他峰重叠，所以非常容易辨认。含有羰基的化合物主要是醛、酮、羰酸及其衍生物，它们的C=0伸缩振动吸收在此区域有些差别，表13-1列出了它们的相关数据。在此我们只讨论醛、酮的特征吸收，其他化合物的红外光谱性质将在后面的相应章节中讨论。

1.酮

脂肪酮约在1715cm-1有强的C=0伸缩振动吸收。如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低。图13-12是苯丙酮的红外谱图，其中1685cm-1处的吸收即为苯丙酮羰基伸缩振动吸收。

环酮中环己酮C=0伸缩振动吸收与脂肪酮相同，但随环的缩小，张力加大，吸收频率增大。2.醛

醛的主要特征吸收为1750〜1700cm-1

(C=0伸缩）和282Ocm-1、2720cm-1