主要官能团的红外光谱区域范围
常见官能团红外光谱的判定方法

常见官能团红外光谱的判定方法1、首先确定羰基的存在与否。
羰基在1640~1820cm -1区域内产生强吸收峰,往往是谱图中的最强峰,中等宽度。
若 上述区域内没有这样的峰,便可知被测物无羰基。
若有羰基存在,进一步确定:饱和脂肪族羰基化合物的v =o 吸收频率(cm -1)① 酸基:有-OH 存在,在2500-3300 cm -1区域内有一个宽的吸收峰。
② 酰胺:有-NH 存在的酰胺,在 3500cm -1附近有中等强度吸收,有时呈强度相等的双 峰,为-NH 2型酰胺。
伯酰胺在1410 cm -1还有C-N 的吸收。
③ 酯:有C-O-C 伸缩振动存在,在 1000~1300cm -1附近有中等强度吸收。
④ 酐:在1760 cm -1和1810 cm -1附近有两个羰基的强吸收。
有C-O-C 伸缩振动。
⑤ 醛:与羰基直接相联的氢,其 C-H 的伸缩振动在2750和2850 cm -1附近有两个弱吸 收。
⑥ 酮:排除上述情况的羰基,为酮类化合物。
cm -1有吸收2、 若无羰基,判断化合物是否为含氧或含氮化合物。
① 醇和酚:有-OH 存在,在 2500-3300 cm-1区域内有一个宽的吸收峰,同时,又在 1000-1300 cm -1区域内有C-O 的强吸收峰;② 醚:没有-OH 存在,只有 C-O ,在1000-1300 cm-1区域内有强吸收;③ (伯、仲)胺:有-NH2和-NH-存在,于3500 cm-1附近有中等强度的吸收峰,在 1030-1300cm-1区域内有C-N 的强吸收。
3、 双键和芳环① 烯烃的双键:在1650 cm -1附近有弱吸收;② 芳环:在1450-1650 cm-1区域内有中等或较强的吸收,表明为芳环 C=C ;同时还可以结合3000 cm-1以上处的芳环不饱和4、 叁键① 炔烃叁键:有-C 三C-存在,于 键上,则三C-H 在3300 cm-1附近有 ② 腈类的-C 三N 键:在2250cm-1附近有个中等强度,尖锐的吸收峰。
红外光谱的谱带分区
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在有机化合物中,不同基团(官能团)具有特征的红外吸收峰。 根据官能团的特征吸收峰所处频区的不同,将红外光谱被划分为 四个谱带区: ① X-H伸缩振动区(4000~2500 cm-1) ② 三键和累积双键区(2500~2000 cm-1)
③ 双键区(2000~1500cm-1)
注意:胺中的N-H弯曲振动吸收频率也在该区域,为 1630~1500 cm-1,并且吸收强度大,为了避免混淆,在指 认吸收带前一般先要检查N-H伸缩振动区域。
非饱和键伸缩振动区的谱带指认:
2260-2210(与苯基相连)
④指纹区 (1500~600 cm -1):
C-X(C、N、O)单键伸缩振动和各种弯曲振动峰通常处在这个区域 。 含氧化合物(醇、酚、醚、酸酐、酯等)C-O键的伸缩振动位于 1300~1000cm-1,它对于鉴别C-O键的存在非常有用,如果没有强的吸 收带出现在指纹区,一般可认为不存在C-O键 ; -CH3的对称和非对称弯曲振动频率分别为1380 cm-1和1460 cm-1),连 在同一个碳原子上的多个甲基 异丙基(CH3)2CH-,1385~1380 cm-1和1370~1365 cm-1,强度相当的峰 叔丁基(CH3)3C-,1395~1385 cm-1和1370 cm-1,后者强度大于前者 亚甲基(CH2)的面内摇摆振动,780~720 cm-1, 4个以上的亚甲基连 成直线,吸收在722 cm-1,随着相连的甲基数目减少,吸收峰会向高 波数移动,以此可以推测分子链的长短, 烯烃的C-H面外弯曲振动位于1000~650cm-1范围,谱带的位置与取代 基有关,而苯环的C-H面外弯曲振动则位于900~650cm-1范围,谱带的 位置和数目与苯环的取代情况有关 ;
(完整版)红外主要官能团对应谱图
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主要基团的红外特征吸收峰基团振动类型波数(cm-1)波长(μm)强度备注一、烷烃类CH伸CH伸(反称)CH伸(对称)CH弯(面内)C-C伸3000~28432972~28802882~28431490~13501250~11403.33~3.523.37~3.473.49~3.526.71~7.418.00~8.77中、强中、强中、强分为反称与对称二、烯烃类CH伸C=C伸CH弯(面内)CH弯(面外)单取代双取代顺式反式3100~30001695~16301430~12901010~650995~985910~905730~650980~9653.23~3.335.90~6.137.00~7.759.90~15.410.05~10.1510.99~11.0513.70~15.3810.20~10.36中、弱中强强强强强C=C=C为2000~1925 cm-1三、炔烃类CH伸C≡C 伸CH弯(面内)CH弯(面外)~33002270~21001260~1245645~615~3.034.41~4.767.94~8.0315.50~16.25中中强四、取代苯类CH伸泛频峰骨架振动(CC)CH弯(面内)CH弯(面外)3100~30002000~16671600±201500±251580±101450±201250~1000910~6653.23~3.335.00~6.006.25±0.086.67±0.106.33±0.046.90±0.108.00~10.0010.99~15.03变弱强三、四个峰,特征确定取代位置单取代邻双取代间双取代对双取代1,2,3,三取代1,3,5,三取代1,2,4,三取代﹡1,2,3,4四取代﹡1,2,4,5四取代﹡1,2,3,5四取代﹡五取代CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)770~730770~730810~750900~860860~800810~750874~835885~860860~800860~800860~800865~810~86012.99~13.7012.99~13.7012.35~13.3311.12~11.6311.63~12.5012.35~13.3311.44~11.9811.30~11.6311.63~12.5011.63~12.5011.63~12.5011.56~12.35~11.63极强极强极强中极强强强中强强强强强五个相邻氢四个相邻氢三个相邻氢一个氢(次要)二个相邻氢三个相邻氢与间双易混一个氢一个氢二个相邻氢二个相邻氢一个氢一个氢一个氢五、醇类、酚类OH伸OH弯(面内)C—O伸O—H弯(面外)3700~32001410~12601260~1000750~6502.70~3.137.09~7.937.94~10.0013.33~15.38变弱强强液态有此峰OH伸缩频率游离OH分子间氢键分子内氢键OH弯或C—O伸伯醇(饱和)仲醇(饱和)叔醇(饱和)酚类(ФOH)OH伸OH伸OH伸(单桥)OH弯(面内)C—O伸OH弯(面内)C—O伸OH弯(面内)C—O伸OH弯(面内)Ф—O伸3650~35903500~33003570~3450~14001250~1000~14001125~1000~14001210~11001390~13301260~11802.74~2.792.86~3.032.80~2.90~7.148.00~10.00~7.148.89~10.00~7.148.26~9.097.20~7.527.94~8.47强强强强强强强强强中强锐峰钝峰(稀释向低频移动*)钝峰(稀释无影响)六、醚类C—O—C伸1270~1010 7.87~9.90 强或标C—O伸脂链醚脂环醚芳醚(氧与芳环相连)C—O—C伸C—O—C伸(反称)C—O—C伸(对称)=C—O—C伸(反称)=C—O—C伸(对称)CH伸1225~10601100~1030980~9001270~12301050~1000~28258.16~9.439.09~9.7110.20~11.117.87~8.139.52~10.00~3.53强强强强中弱氧与侧链碳相连的芳醚同脂醚O—CH3的特征峰七、醛类(—CHO)CH伸C=O伸CH弯(面外)2850~27101755~1665975~7803.51~3.695.70~6.0010.2~12.80弱很强中一般~2820及~2720cm-1两个带饱和脂肪醛α,β-不饱和醛芳醛C=O伸C=O伸C=O伸~1725~1685~1695~5.80~5.93~5.90强强强八、酮类OC C=O伸C—C伸泛频1700~16301250~10303510~33905.78~6.138.00~9.702.85~2.95极强弱很弱脂酮饱和链状酮α,β-不饱和酮β二酮芳酮类Ar—CO C=O伸C=O伸C=O伸C=O伸C=O伸1725~17051690~16751640~15401700~16301690~16805.80~5.865.92~5.976.10~6.495.88~6.145.92~5.95强强强强强C=O与C=C共轭向低频移动谱带较宽二芳基酮1-酮基-2-羟基(或氨基)芳酮脂环酮四环元酮五元环酮六元、七元环酮C =O 伸C =O 伸C =O 伸C =O 伸C =O 伸1670~1660 1665~1635~1775 1750~1740 1745~1725 5.99~6.02 6.01~6.12~5.63 5.71~5.75 5.73~5.80 强强强强强九、羧酸类(—COOH )OH 伸C =O 伸OH 弯(面内)C —O 伸OH 弯(面外)3400~2500 1740~1650 ~1430 ~1300 950~9002.94~4.00 5.75~6.06 ~6.99 ~7.69 10.53~11.11中强弱中弱在稀溶液中,单体酸为锐峰在~3350cm -1;二聚体为宽峰,以~3000cm -1为中心脂肪酸R —COOH α,β-不饱和酸芳酸C =O 伸C =O 伸C =O 伸1725~1700 1705~1690 1700~16505.80~5.88 5.87~5.91 5.88~6.06强强强氢键十、酸酐链酸酐C =O 伸(反称)C =O 伸(对称)C —O 伸1850~1800 1780~1740 1170~1050 5.41~5.56 5.62~5.75 8.55~9.52 强强强共轭时每个谱带降20 cm-1环酸酐(五元环)C =O 伸(反称)C =O 伸(对称)C —O 伸1870~1820 1800~1750 1300~1200 5.35~5.49 5.56~5.71 7.69~8.33 强强强共轭时每个谱带降20cm-1十一、酯类C OR OC =O 伸(泛频)C =O 伸C —O —C 伸~3450 1770~1720 1280—1100~2.90 5.65~5.81 7.81~9.09弱强强多数酯C =O 伸缩振动正常饱和酯α,β-不饱和酯δ-内酯γ-内酯(饱和)β-内酯C =O 伸C =O 伸C =O 伸C =O 伸C =O 伸1744~1739 ~1720 1750~1735 1780~1760 ~1820 5.73~5.75 ~5.81 5.71~5.76 5.62~5.68 ~5.50 强强强强强十二、胺NH 伸NH 弯(面内)C —N 伸NH 弯(面外)3500~3300 1650~1550 1340~1020 900~650 2.86~3.03 6.06~6.45 7.46~9.80 11.1~15.4 中中强伯胺强,中;仲胺极弱伯胺类仲胺类叔胺类NH 伸(反称、对称)NH 弯(面内)C —N 伸NH 伸NH 弯(面内)C —N 伸C —N 伸(芳香)3500~3400 1650~1590 1340~1020 3500—3300 1650—1550 1350—1020 1360~10202.86~2.94 6.06~6.29 7.46~9.80 2.86—3.03 6.06—6.45 7.41—9.80 7.35~9.80中、中强、中中、弱中极弱中、弱中、弱双峰一个峰十三、酰胺(脂肪与芳香酰胺数据类似)NH伸C=O伸NH弯(面内)C—N伸3500~31001680~16301640~15501420~14002.86~3.225.95~6.136.10~6.457.04~7.14强强强中伯酰胺双峰仲酰胺单峰谱带Ⅰ谱带Ⅱ谱带Ⅲ伯酰胺仲酰胺叔酰胺NH伸(反称)(对称)C=O伸NH弯(剪式)C—N伸NH2面内摇NH2面外摇NH伸C=O伸NH弯+C—N伸C—N伸+NH弯C=O伸~3350~31801680~16501650~16201420~1400~1150750~600~32701680~16301570~15151310~12001670~1630~2.98~3.145.95~6.066.06~6.157.04~7.14~8.701.33~1.67~3.095.95~6.136.37~6.607.63~8.335.99~6.13强强强强中弱中强强中中两峰重合两峰重合十四、氰类化合物脂肪族氰α、β芳香氰α、β不饱和氰C≡N伸C≡N伸C≡N伸2260~22402240~22202235~22154.43~4.464.46~4.514.47~4.52强强强十五、硝基化合物R—NO2 Ar—NO2NO2伸(反称)NO2伸(对称)NO2伸(反称)NO2伸(对称)1590~15301390~13501530~15101350~13306.29~6.547.19~7.416.54~6.627.41~7.52强强强强。
总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰分析
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红外波谱分子被激发后,分子中各个原子或基团(化学键)都会产生特征的振动,从而在特点的位置会出现吸收。
相同类型的化学键的振动都是非常接近的,总是在某一范围内出现。
整个红外谱图可以分为两个区,4000~1350区是由伸缩振动所产生的吸收带,光谱比较简单但具有强烈的特征性,1350~650处指纹区。
通常,4000~2500 处高波数端,有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H, N-H, C-H, S-H键的伸缩振动吸收带,在2500-1900 波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如:-y, - gN, -C=C=C-,-C=C=O,-N=C=O等的伸缩振动吸收带。
在1900以下的波数端有-C=C-, -C=O, -C=N-, -C=O 等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。
1350~650指纹区处,有C-O, C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动,还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰, 因此光谱非常复杂。
该区域各峰的吸收位置受整体分子结构的影响较大, 分子结构稍有不同, 吸收也会有细微的差别, 所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
有机化学有机化合物红外吸收光谱C伸缩振动,S面内弯曲振动,丫面外弯曲振动一、烷烃饱和烷烃IR光谱主要由C-H键的骨架振动所引起,而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。
在确定分子结构时,也常借助于C-H键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。
烷烃有下列四种振动吸收。
1、(T C-H在2975—2845 cm-1范围,包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动2、S C-H在1460 cm-1和1380 cm-1处有特征吸收,前者归因于甲基及亚甲基C-H 的(T as,后者归因于甲基C-H的(T s。
1380 cm-1峰对结构敏感,对于识别甲基很有用。
共存基团的电负性对1380 cm-1峰位置有影响,相邻基团电负性愈强,愈移向高波数区,例如,在CH3F中此峰移至1475 cm-1。
官能团化合物的红外(FTIR)吸收峰特征总结
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OH
气相(游离):≈3550cm-1
液/固(二缔合体):3200~2500cm-1(宽而散,以3000cm-1为中心。此吸收在2700~2500cm-1常有几个小峰,因为此区域其他峰很少出现,故对判断羧酸很有用,这是由于伸缩振动和变形振动的倍频及组合频引起)
羧酸
C=O
RCOOH:单体:1770~1750cm-1二缔合体:≈1710cm-1
CH2=CH━COOH:单体:~1720cm-1二缔合体:≈1690cm-1;ArCOOH:单体:1770~1750cm-1二缔合体:~1745cm-1
1.二缔合体C=O的吸收,由于氢键的影响,吸收位置向低波数位移
2.芳香羧酸,由于形成氢键及与芳环共轭两种影响,更使C=O吸收向低波数方向位移
NH2的面内变形振动:即酰胺Ⅱ带。此吸收较弱,并靠近νC=O。一般在1655~1590cm-1。
νC━N谱带:在1420~1400cm-1内有一个很强碳氮键伸缩振动的吸收带。在其它酰胺中也有此吸收。
NH2的摇摆振动吸收:伯酰胺在~1150cm-1有一个弱吸收,在750~600cm-1有一个宽吸收。
仲酰胺
官能团红外吸收峰特征
类别
键和官能团
拉伸
说明
卤代烃
C━F
C━CI
C━Br
C━I
1350~1100 cm-1(强)
750~700 cm-1(中)
700~500 cm-1(中)
610~485 cm-1(中)
1.如果同一碳上卤素增多,吸收位置向高波数位移
2.卤化物,尤其是氟化物与氯化物的伸缩振动吸收易受邻近基团的影响,变化较大
C━N
1º ≈1400cm-1(中)
红外光谱学习必知知识
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(1) 通常将红外光谱分为三个区域:近红外区(13330~4000cm-1)、中红外区(4000~400cm-1)和远红外区(400~10cm-1)。
通常所说的红外光谱即指中红外光谱。
(2)按吸收峰的来源,可以将4000~400cm-1的红外光谱图大体上分为特征频率区(4000~1300cm-1)以及指纹区(1300~400cm-1)两个区域。
其中特征频率区中的吸收峰基本是由基团的伸缩振动产生,数目不是很多,但具有很强的特征性,因此在基团鉴定工作没有强的特征性,主要是由一些单键C-O、C-N和C-X(卤素原子)等的伸缩振动及C-H、O-H等含氢基团的弯曲振动以及C-C骨架振动产生。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异。
这种情况就像每个人都有不同的指纹一样,因而称为指纹区。
指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。
(3)在定性分析过程中,除了获得清晰可靠的图谱外,最重要的是对谱图作出正确的解析。
所谓谱图的解析就是根据实验所测绘的红外光谱图的吸收峰位置、强度和形状,利用基团振动频率与分子结构的关系,确定吸收带的归属,确认分子中所含的基团或键,进而推定分子的结构。
简单地说,就是根据红外光谱所提供的信息,正确地把化合物的结构“翻译”出来。
往往还需结合其他实验资料,如相对分子质量、物理常数、紫外光谱、核磁共振波谱及质谱等数据才能正确判断其结构。
红外光谱的分区400-2500cm-1:这是X-H单键的伸缩振动区。
2500-2000cm-1:此处为叁键和累积双键伸缩振动区2000-1500cm-1:此处为双键伸缩振动区1500-600cm-1:此区域主要提供C-H弯曲振动的信息(4)红外图谱的解析步骤1)准备工作在进行未知物光谱解析之前,必须对样品有透彻的了解,例如样品的来源、外观,根据样品存在的形态,选择适当的制样方法;注意视察样品的颜色、气味等,它们住往是判断未知物结构的佐证。
还应注意样品的纯度以及样品的元素分析及其它物理常数的测定结果。
(完整版)红外主要官能团对应谱图
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主要基团的红外特征吸收峰基团振动类型波数(cm-1)波长(μm)强度备注一、烷烃类CH伸CH伸(反称)CH伸(对称)CH弯(面内)C-C伸3000~28432972~28802882~28431490~13501250~11403.33~3.523.37~3.473.49~3.526.71~7.418.00~8.77中、强中、强中、强分为反称与对称二、烯烃类CH伸C=C伸CH弯(面内)CH弯(面外)单取代双取代顺式反式3100~30001695~16301430~12901010~650995~985910~905730~650980~9653.23~3.335.90~6.137.00~7.759.90~15.410.05~10.1510.99~11.0513.70~15.3810.20~10.36中、弱中强强强强强C=C=C为2000~1925 cm-1三、炔烃类CH伸C≡C 伸CH弯(面内)CH弯(面外)~33002270~21001260~1245645~615~3.034.41~4.767.94~8.0315.50~16.25中中强四、取代苯类CH伸泛频峰骨架振动(CC=ν)CH弯(面内)CH弯(面外)3100~30002000~16671600±201500±251580±101450±201250~1000910~6653.23~3.335.00~6.006.25±0.086.67±0.106.33±0.046.90±0.108.00~10.0010.99~15.03变弱强三、四个峰,特征确定取代位置单取代邻双取代间双取代对双取代1,2,3,三取代1,3,5,三取代1,2,4,三取代﹡1,2,3,4四取代﹡1,2,4,5四取代﹡1,2,3,5四取代﹡五取代CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)CH弯(面外)770~730770~730810~750900~860860~800810~750874~835885~860860~800860~800860~800865~810~86012.99~13.7012.99~13.7012.35~13.3311.12~11.6311.63~12.5012.35~13.3311.44~11.9811.30~11.6311.63~12.5011.63~12.5011.63~12.5011.56~12.35~11.63极强极强极强中极强强强中强强强强强五个相邻氢四个相邻氢三个相邻氢一个氢(次要)二个相邻氢三个相邻氢与间双易混一个氢一个氢二个相邻氢二个相邻氢一个氢一个氢一个氢。
第二章 红外光谱
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(2)羧酸盐的对称伸缩振动s在1450~1300cm-1出现强 峰;硝基s 在1385~1290cm-1出现强峰;砜类as(SO2)在 1440~1300cm-1出现强峰 。
X-Y伸缩振动(13001050 cm-1 )
伸缩振动类型 醇C-O 伯醇 仲醇 叔醇 酚C-O
醚C-O 脂肪醚 芳香醚 乙烯醚
(2)醛基上的C-H在2820cm-1、2720-1处有两个吸收锋,它 是由C-H弯曲振动的倍频与C-H伸缩振动之间相互作用的结果 (费米共振),其中2720cm-1吸收峰很尖锐,且低于其他的 C-H伸缩振动吸收,易于识别,是醛基的特征吸收峰,可作为 分子中有醛基存在的一个依据。
(3)氧甲基(-OCH3)、氮甲基(-NCH3)和不与芳环相 连的仲胺、叔胺中的亚甲基(-N-CH2-),可在2850-2720cm-1 范围内产生中等强度的吸收峰。
取代基位置等有用情报。
脂肪族化合物C-H面外弯曲振动区
烯烃类型
波数(cm-1)
峰强度
RCH=CH2
990和910
RCH=CHR(顺) 690
强 中至强
RCH=CHR(反) 970
中至强
R2C=CH2 R2C=CHR
890 840-790
中至强 中至强
讨论:
(1)除了R1R2C=CR3R4类型的烯烃化合物,所有其他类 型的烯烃都可用C-H面外弯曲振动作为鉴定的重要依据,其 中=CH2基团除了基频谱带外,在1800cm-1附近可观察到C-H 面外弯曲振动的倍频谱带。
-OCH3 -O-CH2-O-
醛基C-H
波数(cm-1) 2960及2870 2930及2850
2890 2830-2810 2720-2750 2780-2765
红外图谱特征
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一、基团频率区和指纹区(一)基团频率区中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300 cm-1和1800cm-1 (1300 cm-1 )~ 600 cm-1两个区域。
最有分析价值的基团频率在4000 cm-1 ~ 1300 cm-1 之间,这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。
区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带,比较稀疏,容易辨认,常用于鉴定官能团。
在1800 cm-1 (1300 cm-1 )~600 cm-1 区域内,除单键的伸缩振动外,还有因变形振动产生的谱带。
这种振动与整个分子的结构有关。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异,并显示出分子特征。
这种情况就像人的指纹一样,因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助,而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
基团频率区可分为三个区域:LT7U 键或芳香核共轭时,该峰位移到2220~2230 cm-1附近。
若分子中含有C、H、N原子,-C ≡N基吸收比较强而尖锐。
若分子中含有O原子,且O原子离-C ≡N 基越近,-C ≡N基的吸收越弱,甚至观察不到。
1900~1200 cm-1为双键伸缩振动区该区域重要包括三种伸缩振动:①C=O伸缩振动出现在1900~1650 cm-1 ,是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸收,以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类以及酸酐等有机化合物。
酸酐的羰基吸收带由于振动耦合而呈现双峰。
②C=C伸缩振动。
烯烃的C=C伸缩振动出现在1680~1620 cm-1 ,一般很弱。
单核芳烃的C=C伸缩振动出现在1600 cm-1和1500 cm-1附近,有两个峰,这是芳环的骨架结构,用于确认有无芳核的存在。
③苯的衍生物的泛频谱带,出现在2000~1650 cm-1范围,是C-H面外和C=C面内变形振动的泛频吸收,虽然强度很弱,但它们的吸收面貌在表征芳核取代类型上是有用的。
(二)指纹区d 1. 1800(1300)~900 cm-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、P-O、Si-O 等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。
总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰.
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红外波谱分子被激发后,分子中各个原子或基团(化学键)都会产生特征的振动,从而在特点的位置会出现吸收。
相同类型的化学键的振动都是非常接近的,总是在某一范围内出现。
常见官能团的红外吸收频率整个红外谱图可以分为两个区,4000~1350区是由伸缩振动所产生的吸收带,光谱比较简单但具有强烈的特征性,1350~650处指纹区。
通常,4000~2500处高波数端,有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H, N-H, C-H, S-H键的伸缩振动吸收带,在2500-1900波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如:- C≡C-,- C≡N, -C=C=C-, -C=C=O, -N=C=O等的伸缩振动吸收带。
在1900以下的波数端有-C=C-, -C=O, -C=N-, -C=O等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。
1350~650指纹区处,有C-O, C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动,还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰,因此光谱非常复杂。
该区域各峰的吸收位置受整体分子结构的影响较大,分子结构稍有不同,吸收也会有细微的差别,所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
有机化学有机化合物红外吸收光谱σ伸缩振动,δ面内弯曲振动,γ面外弯曲振动一、烷烃饱和烷烃IR光谱主要由C-H键的骨架振动所引起,而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。
在确定分子结构时,也常借助于C-H键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。
烷烃有下列四种振动吸收。
1、σC-H在2975—2845 cm-1范围,包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动2、δC-H在1460 cm-1和1380 cm-1处有特征吸收,前者归因于甲基及亚甲基C-H的σas,后者归因于甲基 C-H的σs。
1380 cm-1峰对结构敏感,对于识别甲基很有用。
共存基团的电负性对1380 cm-1峰位置有影响,相邻基团电负性愈强,愈移向高波数区,例如,在CH3F中此峰移至1475 cm-1。
红外光谱分布
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1红外光谱分布
红外光谱(Infrared Spectroscopy, IR )通常被划分为三个主要区域,根据其波⻓或波数的不同,具有不同的振动模式和应⽤:
1.近红外区(Near-Infrared, NIR )
波⻓范围:0.75⾄2.5微⽶(7500⾄25000纳⽶)或波数范围:4000⾄12500厘⽶⁻¹。
主要特征:近红外光谱主要⽤于有机物的定量分析,如⻝品、农业样品中的⽔分、蛋⽩质、脂肪和糖分含量检测等。
2.中红外区(Mid-Infrared, MIR )
波⻓范围:2.5⾄25微⽶(2500⾄25000纳⽶)或波数范围:4000⾄400厘⽶⁻¹。
主要特征:中红外光谱包含了⼤部分分⼦的基频振动吸收,是化学结构鉴定的关键区域。
许多有机化合物的重要官能团如羟基(OH )、羧基(COOH )、胺基(NH ₂)、羰基(C=O )等在该区间有特征吸收峰。
3.远红外区(Far-Infrared, FIR )
波⻓范围:25⾄300微⽶(25000⾄300000纳⽶),或者波数范围:40⾄10厘⽶⁻¹。
主要特征:远红外区主要涉及到分⼦的低频振动,包括伸缩振动和晶格振动,常⻅于固体材料的热性能分析以及⾼分⼦材料的结构研究。
在中红外区,进⼀步可以细分出“指纹区”(Fingerprint Region ),这个区域的吸收峰复杂多样且
密集,如同指纹⼀样独特,能够提供关于化合物具体结构的详细信息○○
○○○○。
主要官能团的红外光谱区域范围
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主要官能团的红外光谱区域范围相关峰是指一组相互依存,相互佐证的吸收峰。
一个基团有数种振动形式,每种红外活性的振动都通常相应给出一个吸收峰。
如芳环化合物相关峰有五种振动形式:、泛频区、、和,可作为佐证苯环存在的依据。
第二节有机药物的典型红外吸收光谱一、脂肪烃类化合物(一)烷烃类化合物烷烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有碳—氢伸缩振动()和面内弯曲振动()吸收峰。
1.:在3000 cm-1~ 2845 cm-1范围内出现强的多重峰。
—CH3:2 970 cm-1~2 940 cm-1(s),2 875 cm-1~2 865 cm-1 (m)。
甲氧基中的甲基,由于氧原子的影响,一般在2 830 cm-1附近出现尖锐而中等强度的吸收峰。
—CH2—:2 932 cm-1~2 920 cm-1 (s),2 855 cm-1~2 850 cm-1 (s),环烷烃、与卤素等相连接的—CH2 向高频区移动。
—CH—:在2 890 cm-1附近,但通常被—CH3和—CH2—的伸缩振动所掩盖。
2.:面内弯曲振动出现在1 490 cm-1~1 350 cm-1。
—CH3:~ 1 450 cm-1 (m),~ 1 380 cm-1 (s),峰的出现是化合物中存在甲基的证明。
当化合物中存在有—CH(CH3)2或—C(CH3)3时,由于振动偶合,1380 cm-1峰发生分裂,出现双峰。
—CH2—:~ 1 465 cm-1 (m)。
3.:在有—(CH2)n—直链结构的化合物中,—CH2—的面内摇摆()在810 cm-1~720 cm-1内变化,n越大,越小,当n>4时,—CH2—的在720 cm-1。
(二)烯烃类化合物烯烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有碳—氢伸缩振动()、碳—碳伸缩振动()和碳—氢面外弯曲振动()吸收峰。
1.:出现在3 100 cm-1~3 010 cm-1范围内,强度都很弱。
2.:非共轭发生在1 680 cm-1~1 620 cm-1,强度较弱;共轭向低频方向移动,发生在1 600 cm-1附近,强度增大。
官能团化合物的红外吸收峰特征
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酸酐
C=O
1860~1800cm-1(强)
1800~1750cm-1(强)
1.反对称、对称的两个C=O伸缩振动吸收峰往往相隔60cm-1左右
2.对于线性酸酐,高频峰较强于低频峰,而环状酸酐则反之
C━O
1310~1045cm-1(强)
各类酸酐在1250cm-1都有一中强吸收
饱和脂肪酸酐:1180~1045cm-1
酯有两个特征吸收,即νC=O和νC━O━C
νC━O━C在1330~1050cm-1有两个吸收带,即νasC=O和νsC━O━C。其中νasC=O在1330~1150cm-1,峰强大且宽,在酯的红外光谱中常为第一强峰。酯的νasC=O与结构有关。
内酯的νC=O与环的大小及共轭基团和吸电子取代基团的连接位置有关。羰基与双键个共轭时,νC=O频率减小;内酯的氧原子与双键连接时νC=O增大。α,β-不饱和内酯和γ-内酯常有两个νC=O吸收带,在~1780,~1755 cm-1附近。这是羰基的α位的δCH(881cm-1附近附近)的倍频与νC=O发生费米共振的结果。
C━C=O面内弯曲振动
脂肪醛在535~520cm-1有一强谱带,当α位有取代基时则移动到565~540cm-1
酮
酮
酮的特征吸收为νC=O,常是第一强峰。饱和脂肪酮的νC=O在1725~1705cm-1
αC上有吸电子基团将使νC=O升高
羰基与苯环、双键或炔键共轭时,使羰基的双键性减小,力常数减小,使吸收峰吸收向低波数位移
C━C(O)
脂肪酰卤在965~920cm-1,芳香酰卤在890~850cm-1。芳香酰卤在1200cm-1还有一吸收。
酰胺
C=O
一级酰胺RCONH2游离:≈1690cm-1(强)缔合体:≈1650cm-1
红外谱图解析基本知识
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红外谱图解析基本知识基团频率区中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300(1800)cm-1和1800 (1300 )cm-1 ~ 600 cm-1两个区域。
最有分析价值的基团频率在4000 cm-1 ~ 1300 cm-1 之间,这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。
区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带,比较稀疏,容易辨认,常用于鉴定官能团。
在1800 cm-1 (1300 cm-1 )~600 cm-1 区域内,除单键的伸缩振动外,还有因变形振动产生的谱带。
这种振动基团频率和特征吸收峰与整个分子的结构有关。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异,并显示出分子特征。
这种情况就像人的指纹一样,因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助,而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
基团频率区可分为三个区域(1) 4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区,X可以是O、N、C或S等原子。
O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm-1 范围内,它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。
当醇和酚溶于非极性溶剂(如CCl4),浓度于0.01mol. dm-3时,在3650 ~3580 cm-1 处出现游离O-H基的伸缩振动吸收,峰形尖锐,且没有其它吸收峰干扰,易于识别。
当试样浓度增加时,羟基化合物产生缔合现象,O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移,在3400 ~3200 cm-1 出现一个宽而强的吸收峰。
胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500~3100 cm-1 ,因此,可能会对O-H伸缩振动有干扰。
C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种:饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以下,约3000~2800 cm-1 ,取代基对它们影响很小。
如-CH3 基的伸缩吸收出现在2960 cm-1和2876 cm-1附近;R2CH2基的吸收在2930 cm-1 和2850 cm-1附近;R3CH基的吸收基出现在2890 cm-1 附近,但强度很弱。
红外波谱知识总结
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红外光谱的分类:近红外区(泛频区):12820~4000;中红外区(基本转动-振动)4000~400;远近红外区(骨架振动区)400~20.说明:从IR谱的整个范围来看,可分为4000~1350cm-1与1350~650 cm-1两个区。
4000~1350cm-1区域是由是伸缩振动产生的吸收带,光谱比较简单但具有很强的特征性,称为官能团区。
其中:4000~2500cm-1高波数一端有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O—H、N—H、C —H、S—H键的伸缩振动吸收带;2500~1900cm-1波数范围出现力常数大的三键、累积双键,如—C三C—、—C三N,—C二二C二C—、—C二C二O—、—N二C二O—等的伸缩振动吸收带;(三为三键,二为双键)1900cm-1以下的低波数端有碳碳双键、碳氧双键、碳氮双键、及硝基等伸缩振动和芳环的骨架振动;1350~650cm-1区域,有C—O、C—X的伸缩振动和C—C的骨架振动,还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰,因此光谱非常复杂。
该区域中的各峰的吸收位置受整体分子的结构影响较大,分子结构稍有不同,吸收,吸收就有细微差异,称为指纹区。
指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
依照图记忆:第一,4000~2500cm-1C—H:(3000~3300)—C—H:2960~2850(强) <3000二C—H:3100~3010 (中) <3100 C—H都是<3300的;三C—H:3310~3300(强) ~3300苯环上的氢:3110~3010(中)和烯氢相似;N—H:(3300~3500)一级胺:(游离)3490~3400(中)处有两个吸收峰;缔合的减少100;(和炔氢相似)二级胺:(游离)3500~3300有一个吸收峰O—H:(3600)(3100-3700)酚羟基:(游离)3611~3603(峰尖);(缔合)3500~3200(峰替较宽);醇羟基:(游离)3650~3610(峰尖);(缔合)3500~3000:二聚在3600~3500;多聚3400~3200(峰替较宽);醚:无O—H峰醛羰基中C—H在2720第二,2500~1900cm-1C三C键:RC三CH,2140~2100(弱),三C—H:3310~3300(强),在700~600有三C—H弯曲振动,有用;RC三CR’:2260~2190乙炔和对称二取代乙炔,因为对称没有。
红外主要官能团对应谱图
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红外主要官能团对应谱图各种基团都有其独特的红外光谱特征,这些特征可以用于鉴定化合物的结构和组成。
下面列出了主要基团的红外特征吸收峰。
一、烷烃类基团的红外特征吸收峰包括CH伸、CH伸(反称)、CH伸(对称)、CH弯(面内)和C-C伸等。
这些振动类型的波数范围分别为3000~2843 cm-1、2972~2880 cm-1、2882~2843 cm-1、1490~1350 cm-1和1250~1140 cm-1.二、烯烃类基团的红外特征吸收峰包括CH伸、C=C伸、CH弯(面内)和CH弯(面外)等。
这些振动类型的波数范围分别为3100~3000 cm-1、1695~1630 cm-1、1430~1290cm-1和1010~650 cm-1.此外,单取代和双取代烯烃类基团的吸收峰也有所不同,顺式和反式烯烃类基团的吸收峰也有所不同。
三、炔烃类基团的红外特征吸收峰包括CH伸、C≡C伸、CH弯(面内)和CH弯(面外)等。
这些振动类型的波数范围分别为2270~2100 cm-1、1260~1245 cm-1、645~615 cm-1和3100~3000 cm-1.四、取代苯类基团的红外特征吸收峰包括泛频峰、骨架振动(νC=C)、CH弯(面内)和CH弯(面外)等。
这些振动类型的波数范围分别为2000~1667 cm-1、1600±20 cm-1、1500±25 cm-1和1450±20 cm-1.此外,单取代、邻双取代、间双取代和对双取代取代苯类基团的吸收峰也有所不同,1,2,3-三取代、1,3,5-三取代和1,2,4-三取代取代苯类基团的吸收峰也有所不同。
总之,红外光谱分析是一种非常有用的手段,可以用于鉴定化合物的结构和组成。
各种基团的红外特征吸收峰可以提供重要的信息,帮助我们更好地理解化学反应和分析化合物。
以下是格式错误已经删除的文章:CH弯(面外)的取代位置有很多种,其中包括1,2,3,4四个取代位和1,2,4,5四个取代位等。
红外光谱的范围
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红外光谱的范围
标题:红外光谱的范围
一、引言
红外光谱,作为分子结构鉴定的重要工具之一,已经广泛应用于化学、物理、生物医学等领域。
本文将主要介绍红外光谱的范围以及其在各领域的应用。
二、红外光谱的范围
红外光谱主要分为近红外(NIR)、中红外(MIR)和远红外(FIR)三个区域。
1. 近红外区:波长范围为0.75-
2.5微米,频率范围为12,500-4,000cm^-1。
这一区域的光谱主要反映了有机物质的合成功能,如蛋白质、脂肪和碳水化合物等。
2. 中红外区:波长范围为2.5-25微米,频率范围为4,000-400cm^-1。
这是红外光谱的主要工作区域,也是化学键振动产生的吸收峰所在区域。
通过分析中红外区的光谱,可以得到关于样品化学组成的详细信息。
3. 远红外区:波长范围为25-1000微米,频率范围为400-10cm^-1。
这一区域的光谱主要反映了样品的晶体结构和热性能。
三、红外光谱的应用
1. 化学研究:红外光谱是化学研究中重要的定性定量分析方法,用于测定有机物的官能团、无机物的离子种类等。
2. 生物医学研究:红外光谱可以用于生物组织的无损检测,例如对皮肤疾病、癌症等进行早期诊断。
3. 材料科学:在材料科学研究中,红外光谱可用于表征材料的微观结构,如晶格振动、相变等。
4. 环境监测:红外光谱可用于环境污染物的检测,如大气、水质、土壤中的有害物质。
四、结论
红外光谱作为一种非破坏性的分析技术,因其快速、准确、无需复杂的样品预处理等特点,被广泛应用在各个领域。
了解并掌握红外光谱的范围及其应用,对于科研和工业生产都有着重要的意义。
主要官能团的红外吸收峰频率特征
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C=O
RCOOH:单体:1770~1750cm-1
二缔合体:≈1710cm-1
CH2=CH━COOH:单体:~1720cm-1
二缔合体:≈1690cm-1
ArCOOH:单体:1770~1750cm-1
二缔合体:~1745cm-1
1.二缔合体C=O的吸收,由于氢键的影响,吸收位置向低波数位移
2.芳香羧酸,由于形成氢键及与芳环共轭两种影响,更使C=O吸收向低波数方向位移
脂肪族醚
1275~1020cm-1(νasC━O━C)
脂肪族醚中νsC━O━C太小,只能根据νasC━O━C来判断
芳香族和乙烯基醚
1310~1020cm-1(νasC━O━C)(强)1075~1020cm-1(νasC━O━C)(较弱)
Ph━O━R、Ph━O━Ph、R━C=C━O━R'都具有νasC━O━C和νsC━O━C吸收带。由于O原子未共用电子对与苯环或烯键的p-π共轭,使=C━O键级升高,键长缩短,力常数增加,故伸缩振动频率升高
官能团化合物的红外吸收峰特征
类别
键和官能团
拉伸
说明
R━X
C━F
C━CI
C━Br
C━I
1350~1100 cm-1(强)
750~700 cm-1(中)
700~500 cm-1(中)
610~485 cm-1(中)
1.如果同一碳上卤素增多,吸收位置向高波数位移
2.卤化物,尤其是氟化物与氯化物的伸缩振动吸收易受邻近基团的影响,变化较大
C━O
1200~1100±5 cm-1
1.这也是分子中含有羟基的一个特征吸收峰
2.有时可根据该吸收峰确定醇的级数,如:
三级醇:1200~1125cm-1
总结-红外光谱频率与官能团特征吸收峰
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红外波谱分子被激发后,分子中各个原子或基团(化学键)都会产生特征的振动,从而在特点的位置会出现吸收。
相同类型的化学键的振动都是非常接近的,总是在某一范围内出现。
常见官能团的红外吸收频率整个红外谱图可以分为两个区,4000~1350区是由伸缩振动所产生的吸收带,光谱比较简单但具有强烈的特征性,1350~650处指纹区。
通常,4000~2500处高波数端,有及折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H, N-H, C-H, S-H键的伸缩振动吸收带,在2500-1900波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如:- C≡C-,- C≡N, -C=C=C-, -C=C=O, -N=C=O等的伸缩振动吸收带。
在1900以下的波数端有-C=C-, -C=O, -C=N-, -C=O等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。
1350~650指纹区处,有C-O, C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动,还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰,因此光谱非常复杂。
该区域各峰的吸收位置受整体分子结构的影响较大,分子结构稍有不同,吸收也会有细微的差别,所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
有机化学有机化合物红外吸收光谱σ伸缩振动,δ面内弯曲振动,γ面外弯曲振动一、烷烃饱和烷烃IR光谱主要由C-H键的骨架振动所引起,而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。
在确定分子结构时,也常借助于C-H 键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。
烷烃有下列四种振动吸收。
1、σC-H在2975—2845 cm-1范围,包括甲基、亚甲基和次甲基的对称及不对称伸缩振动2、δC-H在1460 cm-1和1380 cm-1处有特征吸收,前者归因于甲基及亚甲基C-H的σas,后者归因于甲基 C-H的σs。
1380 cm-1峰对结构敏感,对于识别甲基很有用。
共存基团的电负性对1380 cm-1峰位置有影响,相邻基团电负性愈强,愈移向高波数区,例如,在CH3F中此峰移至1475 cm-1。
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主要官能团的红外光谱区域范围相关峰是指一组相互依存,相互佐证的吸收峰。
一个基团有数种振动形式,每种红外活性的振动都通常相应给出一个吸收峰。
如芳环化合物相关峰有五种振动形式:、泛频区、、和,可作为佐证苯环存在的依据。
第二节有机药物的典型红外吸收光谱一、脂肪烃类化合物(一)烷烃类化合物烷烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有碳—氢伸缩振动()和面内弯曲振动()吸收峰。
1.:在3000 cm-1~ 2845 cm-1范围内出现强的多重峰。
—CH3:2 970 cm-1~2 940 cm-1(s),2 875 cm-1~2 865 cm-1 (m)。
甲氧基中的甲基,由于氧原子的影响,一般在2 830 cm-1附近出现尖锐而中等强度的吸收峰。
—CH2—:2 932 cm-1~2 920 cm-1 (s),2 855 cm-1~2 850 cm-1 (s),环烷烃、与卤素等相连接的—CH2 向高频区移动。
—CH—:在2 890 cm-1附近,但通常被—CH3和—CH2—的伸缩振动所掩盖。
2.:面内弯曲振动出现在1 490 cm-1~1 350 cm-1。
—CH3:~ 1 450 cm-1 (m),~ 1 380 cm-1 (s),峰的出现是化合物中存在甲基的证明。
当化合物中存在有—CH(CH3)2或—C(CH3)3时,由于振动偶合,1380 cm-1峰发生分裂,出现双峰。
—CH2—:~ 1 465 cm-1 (m)。
3.:在有—(CH2)n—直链结构的化合物中,—CH2—的面内摇摆()在810 cm-1~720 cm-1内变化,n越大,越小,当n>4时,—CH2—的在720 cm-1。
(二)烯烃类化合物烯烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有碳—氢伸缩振动()、碳—碳伸缩振动()和碳—氢面外弯曲振动()吸收峰。
1.:出现在3 100 cm-1~3 010 cm-1范围内,强度都很弱。
2.:非共轭发生在1 680 cm-1~1 620 cm-1,强度较弱;共轭向低频方向移动,发生在1 600 cm-1附近,强度增大。
3.:出现在990 cm-1~690 cm-1范围内,强度较强,它可以用来判断双键上的取代个数、取代位置、类型及顺反异构,是烯烃类化合物结构确定最有价值的振动形式(见附录)。
4.在环状烯烃中, 随着环元素的减少,环张力增加, 环外双键振动频率增加;而环内双键振动频率减小,环丁烯达最小,环元素继续减少,振动频率反而增加。
(三)炔烃类化合物炔烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有和吸收峰。
1.:发生在3 360 cm-1~3 300 cm-1,吸收峰强且尖锐。
2.:发生在2 260 cm-1~2 100 cm-1区域内; :在2 140 cm-1~2 100 cm-1;:在2 260 cm-1~2 190 cm-1。
正辛烷、1—辛烯、1—辛炔的红外光谱见图2-5二、芳香烃类化合物芳香族化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、、泛频区、和。
1.:苯环的=CH伸缩振动通常发生在3 030 cm-1,中等强度。
2.苯环的骨架振动():在1 650 cm-1~1 450 cm-1范围内出现多个吸收,其中~1 600 cm-1和~1 500 cm-1的两吸收最为重要。
未与取代基共轭,~1 600 cm-1和~1 500 cm-1;共轭后除1 600 cm-1和~1 500 cm-1外,又出现一个~1 580 cm-1吸收。
当分子对称时,~1 600 cm-1谱峰很弱不易识别。
3.泛频区:芳香族化合物面外弯曲振动的泛频峰出现在2 000 cm-1~1 660 cm-1范围内,强度很弱,这一范围内的吸收峰的形状和数目,可以提供芳香族化合物取代类型的重要信息。
4.:出现在1 225 cm-1~955 cm-1范围内,特征性较差,不易识别。
5.:芳香环的碳氢面外弯曲振动在900 cm-1~650 cm-1范围内出现强的吸收峰,该吸收峰的位置、个数和形状可用来鉴定苯环上取代基个数和类型(见附录)。
甲苯、邻—氯甲苯、间—甲苯胺、对—氯甲苯的红外光谱见图2-6图2-6 甲苯、邻—氯甲苯、间—甲苯胺、对—氯甲苯的红外光谱例1 下列化合物的红外光谱有何不同?解:(A)、(B)、(C)主要在900 cm-1~650 cm-1区间内的吸收不同,(A) 为邻双取代,四个相邻的H原子相互偶合,在750 cm-1附近出现一强的吸收峰。
(B) 为间双取代,三个相邻的H原子相互偶合,在810 cm-1~750 cm-1和725 cm-1~680 cm-1区间内出现两个较强的吸收峰,孤立的H在900 cm-1~860 cm-1之间有一中等强度的吸收峰。
(C)为对双取代,两个相邻的H相互偶合,在860 cm-1~800 cm-1区间内出现一强的吸收峰。
三、醇和酚、醚类化合物(一)醇和酚类化合物醇类和酚类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、和。
:游离的醇或酚位于3 650 cm-1~3 600 cm-1范围内,峰形尖锐。
形成氢键后,向低频区移动,在3 500 cm-1~3 200 cm-1范围内产生一个强的宽峰。
:伯醇1 050 cm-1,仲醇1 100 cm-1,叔醇1 150 cm-1,酚1 220 cm-1。
可用于区别伯、仲、叔醇以及区别醇或酚。
:波数位于1 400 cm-1~1 200 cm-1区间,与其它峰相互干扰,应用受到限制。
图2-7 正己醇、2—丁醇、丁醚的红外光谱四、羰基类化合物羰基化合物中偶极矩变化大,其吸收峰强,是鉴定羰基化合物的特征吸收。
不同羰基化合物吸收波数见表2-3。
表2-3 羰基化合物吸收波数酸酐Ⅰ酰氯酸酐Ⅱ酯醛酮羧酸酰胺1 810cm-1 1 800cm-1 1 760cm-1 1 735cm-1 1 725cm-1 1 715cm-1 1 710cm-1 1 690cm-1(一)醛类化合物醛类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、。
非共轭醛的羰基伸缩振动发生在1725 cm-1附近,共轭时吸收峰向低频方向移动。
醛类化合物羰基的C—H伸缩振动( ),一般在~2 820 cm-1和~2 720 cm-1处出现两个强度大致相等的吸收峰,是鉴别醛类化合物的特征吸收。
(二)酮类化合物酮类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有。
非共轭酮的羰基伸缩振动发生在1 715 cm-1附近,共轭使吸收峰向低频方向移动。
环酮随着环张力的增大,吸收向高频方向移动。
如:(三)羧酸及其羧酸盐羧酸类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、、和。
1.:游离OH的一般发生在~3 550cm-1,峰形尖锐。
缔合OH的,发生在3 000 cm-1~2 500 cm-1,峰型宽、钝且强。
2.:游离C=O的一般发生在~1 760 cm-l。
缔合C=O的,一般出现在1 725 cm-1~1 705 cm-1,峰宽且强。
发生共轭,向低频方向移动。
3.:在950 cm-1~900 cm-1(920cm-1)区间产生一谱带,强度变化很大。
4.羧酸盐离子( )有对称的伸缩振动~1 400 cm-1和不对称的伸缩振动1 610 cm-1 ~1550 cm-1,吸收峰都比较强,很特征。
(四)酯类化合物酯类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、。
1.:非共轭酯出现在1 740 cm-1~1 725 cm-1;共轭酯羰基吸收峰向低频方向移动。
环内酯由于环张力,向高波数位移,如:γ-丁内酯1 760 cm-1。
2.:位于1 300 cm-1~1 050 cm-1区间,表现出了和,其中在1 300 cm-1~1 150 cm-1,强度大且宽,在酯类化合物结构分析中较为重要。
(五)酰胺类化合物酰胺类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、、和。
1.:伸缩振动在3 500 cm-1~3 100 cm-1区间。
伯酰胺在游离状态时在~3 500 cm-1和~3 400 cm-1处出现强度大至相等的双峰,缔合状态时此二峰向低频方向移动,位于~3 300 cm-1和~3 180 cm-1处。
仲酰胺在游离状态时,在3 500 cm-1~3 400 cm-1区域内出现一个峰,缔合状态位于3 330 cm-1~3 060 cm-1内。
N—H伸缩振动的峰比O—H伸缩振动峰弱而尖锐。
2.:伯酰胺:游离态在~1690 cm-1,缔合态~1650 cm-1;仲酰胺:游离态~1680 cm-1,缔合态~1640 cm-1;叔酰胺:~1650 cm-1。
3.:伯酰胺出现在1 640c m-1~1 600 cm-1;仲酰胺出现在1 570 cm-1~1510 cm-1。
游离态在高波数区,缔合态在低波数区,非常特征,可用于区分伯、仲酰胺。
4.:伯酰胺出现在~1 400 cm-1,仲酰胺出现在~1 300 cm-1,峰很强。
(六)酰卤类化合物酰卤类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、脂肪酰卤的位于~1 800 cm-1,酰卤的C=O与双键共轭时,位于1 850 cm-1~1 765 cm-1。
吸收在1 250 cm-1~910 cm-1区间,峰形较宽。
(七)羧酸酐类化合物羧酸酐类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、酸酐的的两个羰基由于振动偶合,在1 860 cm-1~1 800 cm-1区间()和1 775 cm-1 ~1740 cm-1区间()出现两个强的吸收峰。
苯甲醛、苯乙酮、苯甲酸、苯甲酸甲酯、苯甲酰胺、乙酸酐的红外光谱见图2-8。
例2 下列化合物在3 650 cm-1~1 650 cm-1区间内红外光谱有何不同?解:(A)、(B)、(C)、(D)在1 735 cm-1~1 650 cm-1区域内均有强的吸收。
(A)在3 000 cm-1~ 2 500 cm-1区间内应有一胖而强的O—H伸缩振动峰。
(B) 在2 820 cm-1和2 720 cm-1有两个中等强度的吸收峰。
(D) 在3 300 cm-1和3 180 cm-1有两个强度几乎相等的双峰。
(C) 除1 715 cm-1羰基峰外,无特征峰。
图2-8 苯甲醛、苯乙酮、苯甲酸、苯甲酸甲酯、苯甲酰胺、乙酸酐的红外光谱五、含氮有机化合物(一)胺类化合物胺类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、和。
1.:伸缩振动位于3 500 cm-1~3 300 cm-1区间。
伯胺(游离)~3 490 cm-1、~3 400 cm-1出现双峰;仲胺(游离)3 500 cm-1~3 400 cm-1区域出现单峰。
缔合后向低频方向移动。
脂肪仲胺的强度弱,芳香仲胺的强度则很强。
2.:伯胺出现在1 650 cm-1~1 570 cm-1。
仲胺出现在~1 500 cm-1。
3.:脂肪族胺出现在1 250 cm-1~1 020 cm-1。
芳香族胺出现在1 380 cm-1~1 250 cm-1。