红外光谱峰值分析的方法

傅里叶红外光谱分析

第一节一般原理

电子能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在近紫外区和可见区，称为可见-紫外光谱；键振动能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在中红外区，称为红外光谱；自旋的原子核在外加磁场中可吸收无线电波而引起能级的跃迁，所产生的吸收光谱称为核磁共振谱。

第二节紫外光谱

一、紫外光谱的基本原理

用波长范围200 nm～800 nm的光照射含有共轭体系的的不饱和化合物的稀溶液时，部分波长的光被吸收，被吸收光的波长和强度取决于不饱和化合物的结构。以波长l为横座标，吸收度A为纵座标作图，得紫外光谱，或称电子光谱。

紫外光谱中化合物的最大吸收波长λ是化合物紫外光谱的特征常数。max可见－紫外光谱适用于分析分子中具有π键不饱和结构的化合物。

二、紫外光谱在有机结构分析中的应用

*)随着共轭体系的延长，紫外吸收向长波方向移动，且强度增大(π→π，因此可判断分子中共轭的程度。

利用紫外光谱可以测定化合物的纯度或含量。

第三节红外光谱

一、红外光谱的基本原理

用不断改变波长的红外光照射样品，当某一波长的频率刚好与分子中某一化学键的振动频率相同时，分子就会吸收红外光，产生吸收峰。用波长（λ）或波长的-1）为横坐标，百分透光率（T％）或吸收度（A）为纵坐标做图，cm倒数—波数（-1～cm4000 400 IR得到红外吸收光谱图（）。分子振动所需能量对应波数范围在-1。cm

二、红外吸收峰的位置和强度

分子中的一个化学键可有几种不同的振动形式，而产生不同的红外吸收峰，键的振动分为两大类。

伸缩振动，用n表示，原子间沿键轴方向伸长或缩短。

弯曲振动用δ表示，形成化学键的两个原子之一与键轴垂直方向作上下或左右弯曲。

组成化学键的原子的质量越小，键能越高，键长越短，振动所需能量越大，吸收峰所在的波数就越高。

红外光谱的吸收峰分为两大区域：

－1－1区域：特征谱带区，是红外光谱分析的主要依据。1330 cm4000 cm ～-1-1区域：指纹区。cm1330 cm每一化合物在指纹区都有它自己的特征光谱，～650 对分子结构的鉴定能提供重要信息。

红外吸收峰的强弱用下列符号表示：v（很强）；s（强）；m（中强）；w（弱）；s v （很弱）；b（宽峰）。w凡能使键增强的因素，引起峰位向高波数方向移动，反之，则向低波数方向移动。

三、各类化合物的红外光谱举例

（一）烃类化合物

注：烷烃，即饱和烃，是只有碳碳单键和碳氢键的链烃。烷烃的通式为CnH2n+2。

烯烃是指含有C=C键（碳-碳双键）（烯键）的碳氢化合物，单链烯烃分子通式为CnH2n

炔烃，为分子中含有碳碳三键的碳氢化合物的总称，其官能团为碳-碳三键（C≡C），CnH2n-2

分子通式为

-1-1处；1680 cm）吸收峰在1640 cm ～烯烃的C=C伸缩振动n（C=C-1-1处。但当取代烯～n（C≡C）吸收峰在2100 cm2200 cm炔烃的C≡C伸缩振动烃或炔烃相当对称时，n（C=C）或n（C≡C）不会引起偶极矩的变化而不出现吸收峰。

-1～2800 cm-H）在C-H键伸缩振动所产生的吸收峰在光谱的高频区。烷烃中n （C sp3-1-1-1，而炔烃的n（C）在3000 cm-H～3100 cm）在3000 cm-H，烯烃的n（C spsp2-1，据此可区别饱和和不饱和烃。各种C-H3300 cm键的弯曲振动所产生的吸收峰

-1-1(w),-CH的δC-H约1450cm和(m)1380cm在光谱的低频区，烷烃中-CH的δ

C-H23-1-1出现等强的双峰，表明有异丙基存在。烯烃1380cm(m),约为1450cm如果约在的δC-H有面内和面外两种，烯烃的结构不同，吸收峰的位置存在差别，这对烯烃异构体的鉴别，可提供有价值的信息。

-1-1（m）；～3100 cmC-C3000 cm芳环的C-H键伸缩振动n（C-H）在键的伸缩振-1-1-1-1cm 和1500 cm～1600 cm1600 ，芳烃的骨架振动一般在1500 动n（C=C）在cm处，最多可能出现强度不等的4个峰，这是区别于烯烃n（C=C）的重要特征；-1-1。这些吸收峰根据苯环上取代基的～880 cm芳烃C-H键的面外弯曲在680 cm个数和位置不同而发生变化。因此，该区域可作为判别取代苯异构体的依据。

取代苯的弯曲振动特征吸收频率

-1吸收峰强弱σ/ cm 取代苯类型

m→s 单取代苯（5个邻接H） 700和750（双峰）

邻位取代（4个邻接H） m→s 735～770

间位取代（3个邻接H） 750～810和690 m→s ～710（双峰）

对位取代（2 m→s 个邻接H） 800～850

(二)含氧化合物

-1左右有一个宽而强的n吸收3300 醇类或酚类化合物的红外特征吸收峰是在cm O-H 带，可作为区别醇、酚与醚的重要依

据。．

-1的伸缩振动C-HC=O左右。醛上的醛和酮的C=O特征吸收峰在1725 cm-1-1—2715 cm在2810 cm。-1的吸O-H左右，而C=O 羧酸通常以二聚体形式存在，伸缩振动在1720 cm

-1-1-1C-H3000 cm～2500 cm，因此3300 cm收在间有一个相当宽的峰，中心位于的伸缩振动吸收峰常被覆盖。（三）胺类化合物

-1-1的伸缩振动，伯范围内有～3500cm3200 胺类化合物的特征吸收峰是在cmN-H 胺有两个吸收峰，仲胺有一个吸收峰，而叔胺在此范围内无吸收峰。四、红外光谱的解析首先根据官能团区域中的特征吸收峰的位利用红外图谱解析有机化

合物的结构，以确证该官能团的然后找出该官能团的相关峰，置，判别可能存在什么官能团；存在；最后，将所测图谱与标准图谱对照。核磁共振谱第四节