红外吸收光谱特征峰特别整理版

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表15.1 典型有机化合物的重要基团频率(/cm-1)
化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区
烷烃-CH3
asCH:2962±10(s) asCH:1450±10(m)
sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)
-CH2-
asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)
sCH:2853±10(s)
CH:2890±10(s)CH:~1340(w)
烯烃
CH:3040~3010(m) C=C:1695~1540(m) CH:1310~1295(m)
CH:770~665(s)
CH:3040~3010(m) C=C:1695~1540(w) CH:970~960(s)
炔烃-C≡C-H
CH:≈3300(m) C≡C:2270~2100(w)
芳烃
CH:3100~3000(变)
泛频:2000~1667(w)
C=C:1650~1430(m)
2~4个峰
CH:1250~1000(w) CH:910~665
单取代:770~730(vs)
≈700(s)
邻双取代:770~735(vs) 间双取代:810~750(vs)
725~680(m)
900~860(m) ~对双取代:860~
790(vs)
醇类R-OH
OH:3700~3200(变) OH:1410~1260(w)
CO:1250~1000(s)
OH:750~650(s) 酚类Ar-OH
OH:3705~3125(s) C=C:1650~1430(m) OH:1390~1315(m)
CO:1335~1165(s)
脂肪醚R-O-R'CO:1230~1010(s)

C=O:≈1715(vs)

CH:≈2820,≈2720(w)
双峰
C=O:≈1725(vs)
羧酸
OH:3400~2500(m) C=O:1740~1690(m) OH:1450~1410(w)
CO:1266~1205(m)
酸酐
C=O:1850~1880(s)
C=O:1780~1740(s)
CO:1170~1050(s)
酯泛频
C=O:≈3450(w) C=O:1770~1720(s) COC:1300~1000(s)
胺-NH2
NH2:3500~3300(m)
双峰NH:1650~1590(s,m) CN(脂肪):1220~
1020(m,w)
CN(芳香):1340~
1250(s)
-NH
NH:3500~3300(m) NH:1650~1550(vw) CN(脂肪):1220~
1020(m,w)
CN(芳香):1350~
1280(s)
酰胺
asNH:≈3350(s) C=O:1680~1650(s) CN:1420~1400(m)
sNH:≈3180(s) NH:1650~1250(s) NH2:750~600(m)
NH:≈3270(s) C=O:1680~1630(s)
NH+CN:1750~1515(m)
CN+NH:1310~1200(m)
C=O:1670~1630
酰卤C=O:1810~1790(s)
腈-C≡N
C≡N:2260~2240(s)
硝基化合物R-N02
NO2:1565~1543(s) NO2:1385~1360(s)
CN:920~800(m)
Ar-NO2
NO2:1550~1510(s) NO2:1365~1335(s)
CN:860~840(s)
不明:≈750(s)
吡啶类
CH:≈3030(w) C=C及C=N:
1667~1430(m) CH:1175~1000(w) CH:910~665(s)
嘧啶类
CH:3060~3010(w) C=C及C=N:
1580~1520(m) CH:1000~960(m) CH:825~775(m)
*表中vs,s,m,w,vw用于定性地表示吸收强度很强,强,中,弱,很弱。

中红外光谱区一般划分为官能团区和指纹区两个区域,而每个区域又可以分为若干个波段。

官能团区
官能团区(或称基团频率区)波数范围为4000~1300cm -1
, 又可以分为四个波段。


4000~2500cm -1
为含氢基团x —H (x 为O 、N 、C )的伸缩振动区,因为折合质量小,所以波数高,主要有以下五种基团吸收
● 醇、酚中O —H :3700~3200cm -1

无缔合的O —H 在高 一侧,峰形尖锐,
强度为s
缔合的O —H 在低 一侧, 峰形宽钝,
强度为s
● 羧基中O —H : 3600~2500 cm -1

无缔合的O —H 在高 一侧,峰形尖锐, 强度为s 缔合可延伸至2500 cm -1
,峰非常宽钝,
强度为s
● N —H : 3500~3300 cm -1
, 伯胺有两个H ,有对称和非对称两个峰,
强度为s—m
叔胺无H ,故无吸收峰
● C —H : <3000 cm -1
为饱和C :
~2960 cm -1
(
),~2870 cm -1
(
)
强度为m-s
~2925 cm -1
(
),~2850 cm -1
(
)
强度为m-s
~2890 cm -1
强度为w
>3000 cm -1
为不饱和
C :
(及苯环上C-H)3090~3030
cm -1
强度为m
~3300 cm -1
强度为m
● 醛基中C —H :~2820及~2720两个峰
强度为m-s
★2500~2000 cm-1为叁键和累积双键伸缩振动吸收峰,主要包括-C≡C-、-C≡N叁键的伸缩振动及、等累积双键的非对称伸缩振动,呈现中等强度的吸收。

在此波段区中,还有S—H、Si—H、P—H、B—H的伸缩振动。

★2000~1500 cm-1为双键的伸缩振动吸收区,这个波段也是比较重要的区域,主要包括以下几种吸收峰带。

●C=O伸缩振动,出现在1960~1650 cm-1,是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸
收峰,以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类、酸酐及酰胺、酰卤等含有C=O的有机化合物。

●C=N、C=C、N=O的伸缩振动,出现在1675~1500 cm-1。

在这波段区中,单核芳烃的
C=C骨架振动(呼吸)呈现2~4个峰(中等至弱的吸收)的特征吸收峰,通常分为两组,分别出现在1600 cm-1和1500 cm-1左右,在确定有否芳核的存在时具有重要意义。

●苯的衍生物在2000~1670 cm-1波段出现C—H面外弯曲振动的倍频或组合数。

由于
吸收强度太弱,应用价值不如指纹区中的面外变形振动吸收峰,如图15.9所示。

如在分析中有必要,可加大样品浓度以提高其强度。

图15.9 苯环取代类型在2000~1667cm-1和
900~600cm-1的谱形
★1500~1300 cm-1饱和C—H变形振动吸收峰,—CH3出现在1380及1450 cm-1两个峰,出现在1470 cm-1,出现在1340 cm-1。

这些吸收带强度均为m至w 。

指纹区
指纹区:波数范围为1300~600cm-1。

指纹区可以分为两个波段:
★1300~900cm-1这个波段区的光谱信息很丰富,较为主要的有如下几种:
●几乎所有不含H的单键的伸缩振动,如C—O、C—N、C—S、C—F、C—P、Si—O、P—O
等,其中C—O的伸缩振动在1300~1000cm-1,是该区吸收最强的峰,较易识别。

●部分含H基团的弯曲振动,如RCH=CH2,端烯基C—H弯曲振动为990、910cm-1的两
个吸收峰;RCH=CHR反式结构的C—H吸收峰为970 cm-1(顺式为690 cm-1)等。

●某些较重原子的双键伸缩振动,如C=S、S=O、P=O等。

此外,某些分子的整体骨架
振动也在此区产生吸收。

★900~600cm-1这波段中较为有价值的两种特征吸收:

长碳链饱和烃,,n≥4时,呈现722cm-1有一中至强的吸收峰,n减小时,变大;
●苯环上C—H面外变形振动吸收峰的变化,可以判断取代情况,此区域的吸收峰比泛
频带2000~1670cm-1灵敏,因此更具使用价值,见图15.9所示。

其吸收峰位置为:
无取代的
6个C—H,670~680cm-1,单吸收带;
苯:
单取代苯:5个C—H,690~700cm-1,740~750cm-1,两个吸收带;
邻位双取代
4个C—H,740~750cm-1,单吸收带;
苯:
间位双取代
3个C—H,690~700cm-1,780~800cm-1,两个吸收带;
苯:
另一个C—H,~860cm-1,弱带,供参考;
对位双取代
2个C—H,800~850cm-1,单吸收带。

苯:
这些吸收带的强度为中等(有时强)。

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