15.4 常见有机化合物的红外光谱
各类化合物的红外光谱特征讲解
各类化合物的红外光谱特征讲解红外光谱是一种广泛应用于化学、生物、材料科学等领域的分析技术，通过检测样品吸收或散射的红外辐射来获取样品的结构信息。
不同类型的化合物在红外光谱中表现出不同的特征，下面将分别讲解有机化合物、无机化合物和生物大分子的红外光谱特征。
1.有机化合物有机化合物在红外光谱中显示出多个特征峰，主要包括C-H伸缩振动和C=O伸缩振动。
C-H伸缩振动出现在2800-3000 cm-1的范围内，不同类型的C-H键有不同的峰位，例如烷基的C-H伸缩振动通常在2850-3000 cm-1之间，而芳香族的C-H伸缩振动在3000-3100 cm-1之间。
C=O伸缩振动出现在1650-1800 cm-1的范围内，不同类型的C=O键有不同的峰位，酮和醛的C=O伸缩振动通常在1700-1750 cm-1之间，羧酸的C=O伸缩振动在1700-1725 cm-1之间。
除了C-H伸缩和C=O伸缩振动，有机化合物还表现出其他特征峰。
N-H伸缩振动通常出现在3100-3500 cm-1之间，-O-H伸缩振动通常出现在3200-3600 cm-1之间。
C-C键伸缩振动和C-C键弯曲振动出现在1200-1700 cm-1之间，其峰位和强度可以提供有关分子结构和取代基的信息。
2.无机化合物无机化合物的红外光谱特征主要来自于它们的晶格振动。
晶体振动通常发生在低频区域，比如300-400 cm-1之间的范围。
晶体振动提供了关于化学键的存在和类型的信息，比如金属-氧化物和金属-氮化物的化学键常常表现出特征峰。
此外，一些无机离子的拉曼活动频率也可以通过红外光谱观察到。
3.生物大分子生物大分子包括蛋白质、核酸和糖类等，它们在红外光谱中显示出独特的特征。
蛋白质和核酸的红外光谱特征主要来自于其各种化学键的振动。
蛋白质中的肽键C=O伸缩振动通常在1650-1675 cm-1之间，背景中峰位较强。
糖类的伸缩振动一般在1000-1200 cm-1之间，不同类型的糖类有不同的峰位和强度。
红外--各类有机物的红外吸收峰
各类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—2845cm -12、δC-H 在1460cm -1和1380cm -1于甲基C-H 的σs 。
1380cm -1峰对结构敏感，1380cm -1-1。
异丙基1380cm -1叔丁基1380cm -1裂分1395cm -1、1370cm -1-1、1200cm -1附近出现两个中等强度的骨架振动。
3、σC-C4、γC-H CH 2 二、烯烃C=C-H 键的变形振动所引起。
烯烃分子主要有1、σC=C-H -1以上，末端双键氢在3075—3090cm -1有强2、σC=C C=C 吸收峰的位置有所不同，强度也发生变化。
3、δC=C-H 烯烃双键上的C-H 键面内弯曲振动在1500—1000cm -1，对结构不敏感，用途较少；而面外摇摆振动吸收最有用，在1000—700cm -1范围内，该振动对结构敏感，其吸收峰特征性明显，强度也较大，易于识别，可借以判断双键取代情况和构型。
RHC=CH 2995~985cm -1（=CH ，S ）915~905cm -1（=CH 2，S ）R 1R 2C=CH 2895~885cm -1（S ）（顺）-R 1CH=CHR 2~690cm -1（反）-R 1CH=CHR 2980~965cm -1（S ）C=CH 2R 1R 2C=CHR 3840~790cm -1（m ） 三、炔烃在IR 光谱中，炔烃基团很容易识别，它主要有三种特征吸收。
1、σ该振动吸收非常特征，吸收峰位置在3300—3310cm -1，中等强度。
σN-H 值与σC-H 值相同，但前者为宽峰、后者为尖峰，易于识别。
各类有机化合物的红外光谱
4. 芳烃
芳烃的特征吸收：（与烯烃类似） 芳烃的特征吸收：（与烯烃类似） ：（与烯烃类似
• υ=C－H 3000～3100 cm-1 （芳环C-H伸缩振动） 3000～ 芳环C 伸缩振动） =C－ • υC=C =C 1650～ 芳环骨架伸缩振动） 1650～1450 cm-1（芳环骨架伸缩振动） • γ面外=C-H 900～650 cm-1 用于确定芳烃取代类型 900～ 用于确定 确定芳 取代类型 C 芳环取代基性质无关 而与取代个数有关， 取代基性质无关， （与芳环取代基性质无关，而与取代个数有关，取代 基个数越多， 芳环上氢数目越少， 基个数越多，即芳环上氢数目越少，振动频率越 低。） • γ面外=C-H C 2000～ 倍频 2000～1600 cm-1（w) 用于确定芳 用于确定芳烃取代类型
C4H9－O－C4H9 －
丁醚的红外光谱图
1210-1000cm –1是醚键的不对称伸缩振动 υC-O-C 是醚键的不对称伸缩振动 -
7. 胺和铵盐
CH3CH2CH2CH2NH2
丙胺的红外光谱图
CH3CH2CH2NH3＋Cl－
丙胺盐的红外光谱图
8.羰基化合物 8.羰基化合物 • 因υC=O 非常特征，羰基化合物易与其他 非常特征， 有机物区分。 有机物区分。 • 不同的羰基化合物的区分主要依据： 不同的羰基化合物的区分主要依据： • υC=O 位置 • 其他辅助信息
3. 炔烃
端基炔烃有两个主要特征吸收峰： 端基炔烃有两个主要特征吸收峰： 一是叁键上不饱和C 伸缩振动υ 约在3300cm 一是叁键上不饱和C-H伸缩振动υ≡C-H约在3300cm-1处产 叁键上不饱和 生一个中强的尖锐峰 二是C 伸缩振动υ 吸收峰在2140 二是C≡C伸缩振动υ≡C-C吸收峰在2140 ~2100cm-1。 位于碳链中间则只有υ 若C≡C位于碳链中间则只有υ≡C-C在2200cm-1左右一个尖 在对称结构中， 峰，强度较弱。如果在对称结构中，则该峰不出现。 强度较弱。如果在对称结构中 则该峰不出现。
各种类型化合物的红外光谱-2010-09-20
2,2,32,2,3-trimethyl pentane
9
Summary
烷烃中只有 C-H，C-C 两种σ键 → ν and δ 两种σ 1. 2960~2850 cm-1（ νC－H） 2960~ 骨架伸缩振动区） 2. 1200－800 cm-1（C-C骨架伸缩振动区） 1200－ cm异丙基和叔丁基的特殊性 异丙基：1170－1140（ 异丙基：1170－1140（νCH(CH3)2） 叔丁基：1260－ 叔丁基：1260－1250 1220－ 1220－1200 3. 720 cm-1（δrock) n=1 时吸收峰在775 cm-1； n=1 时吸收峰在775 n≧4 时吸收峰在725 cm-1。 时吸收峰在725
2
alkanes
），75（ νas：2925（m→s）， （ε） （ → ）， νs：2850（m）， （ε） （ ），45（ ）， δs：1470（s） （） ）；775（ δip：725（n≥4）； （CH2CH3） （ ≥ ）； ν：2890
3
CH2
CH
直链烷烃
正辛烷的红外光谱图
I. 2960，2925，2870，2850； 2960，2925，2870，2850； II. 1465；III. 1380；IV. 725 1465； 1380；
H H
H
1，2，3，4，5 ， ， ， ， －五取代
H
27
各种取代苯的特征吸收
28
29
各种取代苯的特征吸收（ 各种取代苯的特征吸收（续）
1900 1800 1700 800 700 600 500 400
31
1900 1800 1700
800
700 600 500 400
各种类型化合物的红外光谱
31
1900 1800 1700
800 700 600 500 400
各取代苯泛音区和900－650区特征吸收
32
邻、间和对二 取代苯衍生物 的红外光谱图
上：邻乙基苯胺， 740（单峰）； 中：间甲基苯甲腈， 850(w，1H)，780， 690(3H)； 下：对甲氧基溴苯， 810（单峰）
2
CH 3 CH 3 CH 3
alkanes
nas：2925（ms），75（e）
CH2
ns：2850（m），45（e）
ds：1470（s） dip：725（n4）；775（CH2CH3）
CH
n：2890
3
直链烷烃
正辛烷的红外光谱图
I. 2960，2925，2870，2850； II. 1465；III. 1380；IV. 725
I. 3330；II. 2270；III. 630，IV. 1250 2920，2850，1465，1380，730
23
C14H10
1600，1500，1450，745，690 U＝10
1. 2.
对称性 叁键不在分子端头，没有氢，所 以，既没有高波数区的伸缩振动， R 也没有低波数区的弯曲振动
C C H
2,2,3-trimethyl pentane
9
Summary
烷烃中只有 C-H，C-C 两种σ键 n and d 1. 2960~2850 cm-1（ nC－H） 2. 1200－800 cm-1（C-C骨架伸缩振动区） 异丙基和叔丁基的特殊性 异丙基：1170－1140（nCH(CH3)2） 叔丁基：1260－1250 1220－1200 3. 720 cm-1（drock) n=1 时吸收峰在775 cm-1； n≧4 时吸收峰在725 cm-1。
红外各类有机物的红外吸收峰
各类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;异丙基 1380 cm-1裂分为两个强度几乎相等的两个峰 1385 cm-1、1375 cm-1叔丁基 1380 cm-1裂分1395 cm-1、1370cm-1两个峰,后者强度差不多是前者的两倍,在1250 cm-1、1200 cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动;3、σC-C在1250—800 cm-1范围内,因特征性不强,用处不大;4、γC-H 分子中具有—CH2n—链节,n大于或等于4时,在722 cm-1有一个弱吸收峰,随着CH2个数的减少,吸收峰向高波数方向位移,由此可推断分子链的长短;二、烯烃烯烃中的特征峰由C=C-H键的伸缩振动以及C=C-H键的变形振动所引起;烯烃分子主要有三种特征吸收;1、σC=C-H 烯烃双键上的C-H 键伸缩振动波数在3000 cm -1以上,末端双键氢在3075—3090 cm -1有强峰最易识别;2、σC=C 吸收峰的位置在1670—1620 cm -1;随着取代基的不同,σC=C 吸收峰的位置有所不同,强度也发生变化;3、δC=C-H 烯烃双键上的C-H 键面内弯曲振动在1500—1000 cm -1,对结构不敏感,用途较少；而面外摇摆振动吸收最有用,在1000—700 cm -1范围内,该振动对结构敏感,其吸收峰特征性明显,强度也较大,易于识别,可借以判断双键取代情况和构型; RHC=CH 2 995~985cm -1=CH,S 915~905 cm -1=CH 2,S R 1R 2C=CH 2 895~885 cm -1S顺-R 1CH=CHR 2 ~690 cm -1 反-R 1CH=CHR 2 980~965 cm -1S R 1R 2C=CHR 3 840~790cm -1 m三、炔烃在IR 光谱中,炔烃基团很容易识别,它主要有三种特征吸收;1、σ该振动吸收非常特征,吸收峰位置在3300—3310 cm -1,中等强度;σN-H 值与σC-H值相同,但前者为宽峰、后者为尖峰,易于识别;2、σ一般 键的伸缩振动吸收都较弱;一元取代炔烃 σ 出现在2140—2100 cm -1,二元取代炔烃在2260—2190 cm -1,当两个取代基的性质相差太大时,炔化物极性增强,吸收峰的强度增大;当 处于分子的对称中心时,σ 为红外非活性;C C H C C C C RC CH C C C CC=CH 23、σ炔烃变形振动发生在680—610 cm-1;四、芳烃芳烃的红外吸收主要为苯环上的C-H键及环骨架中的C=C键振动所引起;芳族化合物主要有三种特征吸收;1、σAr-H芳环上C-H吸收频率在3100~3000 cm-1附近,有较弱的三个峰,特征性不强,与烯烃的σC=C-H频率相近,但烯烃的吸收峰只有一个;2、σC=C芳环的骨架伸缩振动正常情况下有四条谱带,约为1600,1585,1500,1450 cm-1,这是鉴定有无苯环的重要标志之一;3、δAr-H 芳烃的C-H变形振动吸收出现在两处;1275—960 cm-1为δAr-H,由于吸收较弱,易受干扰,用处较小;另一处是900—650 cm-1的δAr-H吸收较强,是识别苯环上取代基位置和数目的极重要的特征峰;取代基越多,δAr-H频率越高,见表3-10;若在1600—2000 cm-1之间有锯齿壮倍频吸收C-H面外和C=C面内弯曲振动的倍频或组频吸收,是进一步确定取代苯的重要旁证;苯 670cm-1S 单取代苯 770~730 cm-1VS,710~690 cm-1S1,2-二取代苯 770~735 cm-1VS1,3-二取代苯 810~750 cm-1VS,725~680 cm-1m~S1,4-二取代苯 860~800 cm-1VS五、卤化物随着卤素原子的增加,σC-X 降低;如C-F1100~1000 cm-1；C-Cl750~700 cm-1；CC HC-Br600~500 cm-1；C-I500~200 cm-1;此外,C-X吸收峰的频率容易受到邻近基团的影响,吸收峰位置变化较大,尤其是含氟、含氯的化合物变化更大,而且用溶液法或液膜法测定时,常出现不同构象引起的几个伸缩吸收带;因此IR光谱对含卤素有机化合物的鉴定受到一定限制;六、醇和酚醇和酚类化合物有相同的羟基,其特征吸收是O-H和C-O键的振动频率;1、σO-H一般在3670~3200 cm-1区域;游离羟基吸收出现在3640~3610 cm-1,峰形尖锐,无干扰,极易识别溶剂中微量游离水吸收位于3710 cm-1;OH是个强极性基团,因此羟基化合物的缔合现象非常显着,羟基形成氢键的缔合峰一般出现在3550~3200 cm-1;1,2-环戊二醇顺式异构体 P47L CCl43633 cm-1游离,3572 cm-1分子内氢键;mol/L CCl43633 cm-1游离,3572 cm-1分子内氢键~3500cm-1分子间氢键;2、σC-O 和δO-HC-O键伸缩振动和O-H面内弯曲振动在1410—1100 cm-1处有强吸收,当无其它基团干扰时,可利用σC-O的频率来了解羟基的碳链取代情况伯醇在1050cm-1,仲醇在1125cm-1,叔醇在1200cm-1,酚在1250cm-1;七、醚和其它化合物醚的特征吸收带是C-O-C不对称伸缩振动,出现在1150~1060cm-1处,强度大,C-C骨架振动吸收也出现在此区域,但强度弱,易于识别;醇、酸、酯、内酯的σC-O吸收在此区域,故很难归属;八、醛和酮醛和酮的共同特点是分子结构中都含有C=O,σC=O 在1750~1680cm -1范围内,吸收强度很大,这是鉴别羰基的最明显的依据;临近基团的性质不同,吸收峰的位置也有所不同;羰基化合物存在下列共振结构：A BC=O 键有着双键性 强的A 结构和单键性强的B 结构两种结构;共轭效应将使σC=O 吸收峰向低波数一端移动,吸电子的诱导效应使σC=O 的吸收峰向高波数方向移动;α,β不饱和的羰基化合物,由于不饱和键与C=O 的共轭,因此C=O 键的吸收峰向低波数移动 σC=O 1685~1665cm -1 1745~1725cm -1苯乙酮 对氨基苯乙酮 对硝基苯乙酮 σC=O 1691cm -1 1677cm -1 1700cm -1σ 一般在2700~2900cm -1 区域内,通常在~2820 cm -1、~2720 cm -1附近各有一个中等强度的吸收峰,可以用来区别醛和酮;九、羧酸1、σO-H 游离的O-H 在~3550 cm -1,缔合的O-H 在3300~2500 cm -1,峰形宽而散,强度很大;2、σC=O 游离的C=O 一般在~1760 cm -1附近,吸收强度比酮羰基的吸收强度大,但由于羧酸分子中的双分子缔合,使得C=O 的吸收峰向低波数方向移动,一般在1725~1700 cm -1,如果发生共轭,则C=O 的吸收峰移到1690~1680 cm -1;3、σC-O 一般在1440~1395 cm -1,吸收强度较弱;C OH4、δO-H 一般在1250 cm-1附近,是一强吸收峰,有时会和σC-O重合;十、酯和内酯1、σC=O 1750~1735 cm-1处出现饱和酯σC=O位于1740cm-1处,受相邻基团的影响,吸收峰的位置会发生变化;2、σC-O一般有两个吸收峰,1300~1150 cm-1,1140~1030 cm-1十一、酰卤σC=O由于卤素的吸电子作用,使C=O双键性增强,从而出现在较高波数处,一般在~1800cm-1处,如果有乙烯基或苯环与C=O共轭,,会使σC=O变小,一般在1780~1740cm-1处;十二、酸酐1、σC=O 由于羰基的振动偶合,导致σC=O有两个吸收,分别处在1860~1800 cm-1和1800~1750 cm-1区域,两个峰相距60 cm-1;2、σC-O 为一强吸收峰,开链酸酐的σC-O在1175~1045 cm-1处,环状酸酐1310~1210 cm-1处;十三、酰胺1、σC=O 酰胺的第ⅠⅡⅢ谱带,由于氨基的影响,使得σC=O向低波数位移,伯酰胺1690~1650 cm-1,仲酰胺 1680~1655 cm-1,叔酰胺1670~1630 cm-1;2、σN-H一般位于3500~3100 cm-1,伯酰胺游离位于~3520 cm-1和~3400 cm-1,形成氢键而缔合的位于~3350 cm-1和~3180 cm-1,均呈双峰；仲酰胺游离位于~3440 cm-1,形成氢键而缔合的位于~3100 cm-1,均呈单峰；叔酰胺无此吸收峰;3、δN-H 酰胺的第Ⅱ谱带,伯酰胺δN-H位于1640~1600 cm-1；仲酰胺1500~1530 cm-1,强度大,非常特征；叔酰胺无此吸收峰;4、σC-N酰胺的第Ⅲ谱带,伯酰胺1420~1400 cm-1,仲酰胺 1300~1260 cm-1,叔酰胺无此吸收峰;十四、胺1、σN-H游离位于3500~3300 cm-1处,缔合的位于3500~3100 cm-1处;含有氨基的化合物无论是游离的氨基或缔合的氨基,其峰强都比缔合的OH峰弱,且谱带稍尖锐一些,由于氨基形成的氢键没有羟基的氢键强,因此当氨基缔合时,吸收峰的位置的变化不如OH那样显着,引起向低波数方向位移一般不大于100cm-1;伯胺 3500~3300 cm-1有两个中等强度的吸收峰对称与不对称的伸缩振动吸收,仲胺在此区域只有一个吸收峰,叔胺在此区域内无吸收;2、σC-N脂肪胺位于1230~1030 cm-1处,芳香胺位于1380~1250 cm-1处;3、δN-H 位于1650~1500 cm-1处,伯胺的δN-H吸收强度中等,仲胺的吸收强度较弱;4、γN-H位于900~650 cm-1处,峰形较宽,强度中等只有伯胺有此吸收峰;。
各种类型化合物的红外光谱
23
C14H10
1600，1500，1450，745，690 U＝10
1. 2.
对称性 叁键不在分子端头，没有氢，所 以，既没有高波数区的伸缩振动， R 也没有低波数区的弯曲振动
C C H
H H
2）α －单取代：三个H 810－785
37
CH3
-乙萘的红外光谱图
d＝Ｃ－Ｈ：760（四个氢），795（三个氢）
10
Summary
4. 1470-1370 cm-1（C－H 弯曲振动） 1）dasCH3与dsCH2重叠，后者较弱； 2）CH(CH3)2和C(CH3)3的特殊性 • 异丙基：1385，1375（dCH(CH3)2） • 叔丁基：1395，1370 （dC(CH3)3） • 骨架吸收： • 1210、
X OCOR OCH3 CHO OC6H5 944, 962 851 COR
990
950
960
940
989
910
873
813
963
958
17
Cyclo Alkene
1646 1650 1651
1611
1657
1657
1566
1678
1678
1641
1781
1885
18
张 力 增加， nC=C 增加
8
解析－－归属
• 2960 ， 2925 ， 2870 ， 2853 ， 1465 （ weak ） ， 1460 ， 1395，1380，1365，1250，1210，775
nC－H：2960，2870（CH3） • nC－H：2925，2853（CH2） • dCH2： 1465（CH2） • dCH3： 1460（CH3） • dCH2： 1395，1365[-C(CH3)2] • dCH2： 1380（CH3） • nC－C：1250，1210 [-C(CH3)2] • dCH2： 775（CH2）
红外光谱谱图解析
C-H，N-H，O-H
1500
1000 500 指纹区
三、各类化合物的红外光谱特征
08:31:12
1、烷烃（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H )
3000cm-1
CH3
δ as1460 cm-1 δ s1380 cm-1
重 叠
CH2 δ s1465 cm-1
CH2 r 720 cm-1（水平摇摆）
08:31:12
（二）计算不饱和度
定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。如： 乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。 计算： 可按下式进行不饱和度的计算：
UN= （2 + 4n6 + 3n5 + 2n4 + n3 – n1 ）/ 2 n6，n5， n4 ， n3 ， n1 分别为分子中六价，五价，……，一价元素数目。 作用： 由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的 数目，验证谱图解析的正确性。 例： C9H8O2 UN = （2 +29 – 8 ）/ 2 = 6
C H3
C H3 C C H3 CH
3
08:31:12
CH3 δ s C—C骨架振动
1385-1380cm-1
1155cm-1
1:1
1372-1368cm-1
1170cm-1
1391-1381cm-1 1368-1366cm-1
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
4:5 1195 c上
（2） 叁键（C C）伸缩振动区（2500 2000 cm-1 ）
08:31:12
在该区域出现的峰较少； ①RC CH （2100 2140 cm-1 ）
红外吸收光谱特征峰
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—CH3asCH：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-HCH：≈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-OHOH：3700~3200(变）OH：1410~1260(w）CO：1250～1000(s）OH：750~650(s）酚类Ar-OHOH：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）酮C=O：≈1715(vs)醛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-NH2NH2:3500~3300（m)双峰NH:1650～1590（s,m) CN（脂肪)：1220～1020（m,w)CN(芳香):1340～1250(s)—NHNH: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≡NC≡N:2260～2240(s)硝基化合物R—N02NO2：1565~1543(s)NO2:1385～1360(s）CN：920～800(m)Ar—NO2NO2：1550～1510(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。
红外--各类有机物的红外吸收峰
红外--各类有机物的红外吸收峰各类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、烷烃饱与烷烃ＩR光谱主要由C－H键得骨架振动所引起,而其中以C—Ｈ键得伸缩振动最为有用、在确定分子结构时,也常借助于Ｃ-Ｈ键得变形振动与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—2845cm-１范围,包括甲基、亚甲基与次甲基得对称与不对称伸缩振动2、δC—Ｈ在1460 cm—１与1380ｃm-1处有特征吸收,前者归因于甲基及亚甲基C—Ｈ得σａs,后者归因于甲基C—Ｈ得σｓ。
１380 cｍ—1峰对结构敏感,对于识别甲基很有用。
共存基团得电负性对１38０cm－1峰位置有影响,相邻F中此峰移至147５cm－1。
基团电负性愈强,愈移向高波数区,例如,在CH３异丙基1380 cm—1裂分为两个强度几乎相等得两个峰１３8５ｃm－1、１3７5 ｃm—1叔丁基1３80 cｍ—1裂分13９5 cm－1、1３7０ｃｍ－1两个峰,后者强度差不多就是前者得两倍,在１250 cm-1、１２０0 ｃｍ—1附近出现两个中等强度得骨架振动。
-１范围内,因特征性不强,用处不大。
３、σC-Ｃ在１250—８0０cm4、γC—H分子中具有—(CH2)ｎ—链节,n大于或等于4时,在72２ｃm－1有一个弱吸收峰,随着CH2个数得减少,吸收峰向高波数方向位移,由此可推断分子链得长短。
二、烯烃烯烃中得特征峰由C=C-H键得伸缩振动以及C=Ｃ-H键得变形振动所引起。
烯烃分子主要有三种特征吸收。
1、σC＝C-H烯烃双键上得Ｃ-H键伸缩振动波数在30０0cm-1以上,末端双键氢在３0７5—３0９0 cm-１有强峰最易识别。
2、σC=C 吸收峰得位置在1670—1６２０cm-１。
随着取代基得不同,σC=Ｃ吸收峰得位置有所不同,强度也发生变化。
３、δC烯烃双键上得C-H键面内弯曲振动在１500-100０ｃm—１,对结＝C—H构不敏感,用途较少;而面外摇摆振动吸收最有用,在1000—70０cm—1范围内,该振动对结构敏感,其吸收峰特征性明显,强度也较大,易于识别,可借以判断双键取代情况与构型。
有机化合物红外光谱
（=CH）
R1
H
CC
970 cm-1（强）
H
R2
R1
R3 CC
790-840 cm-1
R2
H （820 cm-1）
R1
R2 （=CH）
H
CC H
800-650 cm-1 （690 cm-1）
R1 C C H 990 cm-1
H
H 910 cm-1 （强）
R1
R3
R1
R2 C C R4 610-700 cm-1（强） R2
正庚烷
正十二 烷
正二十八 烷
1500 1400 1300cm-1 1500 1400 1300 cm-1 1500 1400 1300cm-1
2. 烯烃，炔烃
CH
C H 伸缩 C C 振动
CC
a)C-H 伸缩振动 (> 3000 cm-1)
H
CH H
C
υ （C-H）
3080 cm-1
3030 cm-1
芳氢δ 面外的倍 频与合频吸收带位于 2000～1650cm－1，很 弱，但其形状与苯环 的取代状况有关，可 作为确定取代苯的辅 助手段。
3080
880
800
700
（3）在1000～600cm－1区间的其他振动基团 亚甲基（－CH2－）n 的面内摇摆振动 n > 3， 720cm－1。 胺及酰胺的氨基面外弯曲振动。 羧酸羟基的面外弯曲振动：780～600cm－1，s 。
（1 ） 烯氢的面外弯曲振动（1000～670cm－1）
1820
1820cm－1附近的弱峰为δ＝CH2（面外）的倍频峰， 可帮助鉴定 C＝CH2结构。
700 970
各种类型化合物的红外光谱
10
Summary
4. 1470-1370 cm-1（C－H 弯曲振动） 1）dasCH3与dsCH2重叠，后者较弱；
2）CH(CH3)2和C(CH3)3的特殊性 • 异丙基：1385，1375（dCH(CH3)2） • 叔丁基：1395，1370 （dC(CH3)3） • 骨架吸收： • 1210、
nC-H
2985
~ 3050 (w)
ds
1442
920~910 dC-C 1020~1000 1000~960
2947 2863
2927 2841
1445
1452
1005~925 977
1055~1000
7
C H • 2960 ， 2925 ， 2870 ， 2853 ， 1465 8 18 （ weak ） ， 1460 ， 1395 ， 1380 ， 1365，1250，1210，775 8
2,2,3-trimethyl pentane
9
Summary
烷烃中只有 C-H，C-C 两种σ键 n and d 1. 2960~2850 cm-1（ nC－H） 2. 1200－800 cm-1（C-C骨架伸缩振动区） 异丙基和叔丁基的特殊性 异丙基：1170－1140（nCH(CH3)2） 叔丁基：1260－1250
各种类型化合物的红外光谱
2010-09-20
alkanes
nas：2960（s），150（e）
ns：2870（s），90（e）
CH3
das：1450（s）
R
－CH3，1380（s）
(仪器分析)15.4常见有机化合物的红外光谱
23:30:57
谱图
23:30:57
谱图
23:30:57
15.4.3 芳烃
1. C-H 伸缩振动(> 3000 cm-1) 2. 芳环骨架ν（C=C）:1600 cm-1和1500 cm-1
与C=O、C=C、NO2、等共轭时，1600 cm-1裂分为 1600 cm-1和1580 cm-1；强度增加。
Ar—NH—R ：3450cm-1
变形振动δ（NH2）：1560～1640cm-1和 650～900cm-1
脂肪胺υ(C—N)：
1030～1203cm-1
芳香胺υ(C—N)：1250～ 1360cm-1
1384,1367cm-1异丙基存在。
23:30:57
15.4.2 烯烃，炔烃
1. C-H 伸缩振动(> 3000 cm-1)
1．烷烃
（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H )
3000cm-1
CH3
CH2 CH2
δas1460 cm-1 重
δs1380 cm-1
叠
δs1465 cm-1
r 720 cm-1（水平摇摆）
CH2 对称伸缩2853cm-1±10 CH3 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
23:30:57
内容选择：
15.1 红外吸收光谱分析基础 15.2 红外吸收光谱仪 15.3 影响频率位移的因素 15.4 常见化合物的红外光谱 15.5 红外吸收光谱的应用
23:30:57
结束
第十五章第十五章第十五章红外红外红外吸收吸收吸收光谱分析法分析法分析法infraredabsorptionspectroscopyir光谱光谱1541饱和烃及其衍生物1542烯烃和炔烃1543芳烃1544羰基化合物1544羰基化合物1545腈基化合物1546硝基化合物14
有机化合物的红外光谱
一、 红外光谱的七个重要区段
1. O-H、N-H 伸缩振动区。 2. Y-H 伸缩振动区（Y=C、S、B、P 等）。 3. 三键及累积双键伸缩振动区。 4. C=O伸缩振动区。 5. C=C伸缩振动区。 6. C-H面内弯曲振动、C-O及C-N伸缩振动区。 7. C-H面外弯曲振动区。
游离 3700～3500 cm－1 s（尖） 缔合 3450～3200 cm－1 vs （较宽）
伯胺双峰，仲胺单峰，叔胺无峰。
（4） v N-H（酰胺）
伯酰胺
3450～3225 cm－1 s（略宽），双峰
仲酰胺
～3330 cm－1
s （略宽）单峰，
δN－H 倍频峰 3070 cm－1 （w） 伯酰胺双峰，仲酰胺单峰，叔酰胺无峰。
（2）饱和C-H伸缩振动频率通常在3000cm－1以下： v CH3 2960、2870cm－1， v Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 2930、2850cm－1 vCH 2890cm－1。
（3）醛氢的 vC-H 与δ CH 的倍频产生费米共振，出现双峰： 2840 、 2720cm－1。
（4）环丙烷的 vC-H 在3060cm－1附近，随着环的增大，频率下 降至3000cm－1以下。
1:2 1250 cm-1
c) CH2面外变形振动—(CH2)n—，证明长碳链的存在。 n=1 770~785 cm-1 （中 ） n=2 740 ~ 750 cm-1 （中 ）
n=3 730 ~740 cm-1 （中 ） n≥ 722 cm-1 （中强 ）
d) CH2和CH3的相对含量也可以由1460 cm-1和1380 cm-1的峰 强度估算强度
芳氢的δ 面外吸收峰 位于900～650cm－1，可出 现1～3个强吸收峰，这些峰的位置、数目要随芳环 上的取代基的位置和数目而变化，由此可以判断芳 环的取代状况。P.64～65.
各类化合物的红外光谱特征讲解
H 990 cm-1 H 910 cm-1 （强） H
2：1850-1780 cm-1
H 890 cm-1（强）
2：1800-1780 cm-1
H C C R
2：1375-1225 cm-1 （弱）
R1 C C R 2
有机化工产品分析
对比
烯烃顺反异构体
有机化工产品分析
实例分析
υ
AS （N=O）=1565-1545cm
-1
υ
υ 芳香族 υ
S （N=O）=1385-1350cm
-1
-1
AS （N=O）=1550-1500cm S
-1 =1365-1290cm （N=O）
有机化工产品分析
有机化工产品分析
谢谢
υ
（C-O）
1050 cm-1 1100 cm-1 1150 cm-1 1200 cm-1
α 支化：-15 cm-1 α 不饱和：-30 cm-1
有机化工产品分析
—OH基团特性
分子间氢键： 双分子缔合（二聚体）3550-3450 cm-1 多分子缔合（多聚体）3400-3200 cm-1 分子内氢键：
有机化工产品分析
3515cm-1
2895 cm-1 0．01M 0．1M 0．25M 1．0M
2950cm-1
3640cm-1
3350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图
有机化工产品分析
有机化工产品分析
有机化工产品分析
4、 醚（C—O—C）
脂族和环的C-O-C 芳族和乙烯基的=C-O-C 脂族 R-OCH3 υ 芳族 Ar-OCH3 υ
（C=C）峰
H C C R R1 C C R2
红外各类有机物的红外吸收峰
各类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;异丙基1380 cm-1裂分为两个强度几乎相等的两个峰1385 cm-1、1375 cm-1叔丁基1380 cm-1裂分1395 cm-1、1370cm-1两个峰,后者强度差不多是前者的两倍,在1250 cm-1、1200 cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动;3、σC-C在1250—800 cm-1范围内,因特征性不强,用处不大;4、γC-H分子中具有—CH2n—链节,n大于或等于4时,在722 cm-1有一个弱吸收峰,随着CH2个数的减少,吸收峰向高波数方向位移,由此可推断分子链的长短;二、烯烃烯烃中的特征峰由C=C-H键的伸缩振动以及C=C-H键的变形振动所引起;烯烃分子主要有三种特征吸收;1、σC=C-H 烯烃双键上的C-H键伸缩振动波数在3000 cm-1以上,末端双键氢C=CH2在3075—3090 cm-1有强峰最易识别;2、σC=C 吸收峰的位置在1670—1620 cm-1;随着取代基的不同,σC=C吸收峰的位置有所不同,强度也发生变化;3、δC=C-H烯烃双键上的C-H键面内弯曲振动在1500—1000 cm-1,对结构不敏感,用途较少；而面外摇摆振动吸收最有用,在1000—700 cm-1范围内,该振动对结构敏感,其吸收峰特征性明显,强度也较大,易于识别,可借以判断双键取代情况和构型;RHC=CH 2 995~985cm -1=CH,S 915~905 cm -1=CH 2,SR 1R 2C=CH 2 895~885 cm -1S顺-R 1CH=CHR 2 ~690 cm -1 反-R 1CH=CHR 2 980~965 cm -1SR 1R 2C=CHR 3 840~790cm -1 m三、炔烃在IR 光谱中,炔烃基团很容易识别,它主要有三种特征吸收;1、σ 该振动吸收非常特征,吸收峰位置在3300—3310 cm -1,中等强度;σN-H 值与σC-H 值相同,但前者为宽峰、后者为尖峰,易于识别;2、σ 一般 键的伸缩振动吸收都较弱;一元取代炔烃 σ 出现在2140—2100 cm -1,二元取代炔烃在2260—2190 cm -1,当两个取代基的性质相差太大时,炔化物极性增强,吸收峰的强度增大;当 处于分子的对称中心时,σ 为红外非活性;3、σ 炔烃变形振动发生在680—610 cm -1;四、芳烃芳烃的红外吸收主要为苯环上的C-H 键及环骨架中的C=C 键振动所引起;芳族化合物主要有三种特征吸收;1、σAr-H 芳环上C-H 吸收频率在3100~3000 cm -1附近,有较弱的三个峰,特征性不强,与烯烃的σC=C-H 频率相近,但烯烃的吸收峰只有一个;2、σC=C 芳环的骨架伸缩振动正常情况下有四条谱带,约为1600,1585,1500,1450 cm -1,这是鉴定有无苯环的重要标志之一;3、δAr-H 芳烃的C-H 变形振动吸收出现在两处;1275—960 cm -1为δAr-H ,由于吸收较弱,易受干扰,用处较小;另一处是900—650 cm -1的δAr-H 吸收较强,是识别苯环上取代基位置和数目的极重要的特征峰;取代基越多,δAr-H 频率越高,见表3-10;若在1600—2000 cm -1之间有锯齿壮倍频吸收C-H 面外和C=C 面内弯曲振动的倍频或组频吸收,是进一步确定取代苯的重要旁证;苯 670cm -1S 单取代苯 770~730 cm -1VS,710~690 cm -1S1,2-二取代苯 770~735 cm -1VS1,3-二取代苯 810~750 cm -1VS,725~680 cm -1m~SCC H C C C C RC CH C CC C C C H1,4-二取代苯 860~800 cm -1VS五、卤化物随着卤素原子的增加,σC-X 降低;如C-F1100~1000 cm -1；C-Cl750~700 cm -1；C-Br600~500 cm -1；C-I500~200 cm -1;此外,C-X 吸收峰的频率容易受到邻近基团的影响,吸收峰位置变化较大,尤其是含氟、含氯的化合物变化更大,而且用溶液法或液膜法测定时,常出现不同构象引起的几个伸缩吸收带;因此IR 光谱对含卤素有机化合物的鉴定受到一定限制;六、醇和酚醇和酚类化合物有相同的羟基,其特征吸收是O-H 和C-O 键的振动频率;1、 σO-H 一般在3670~3200 cm -1区域;游离羟基吸收出现在3640~3610 cm -1,峰形尖锐,无干扰,极易识别溶剂中微量游离水吸收位于3710 cm -1;OH 是个强极性基团,因此羟基化合物的缔合现象非常显著,羟基形成氢键的缔合峰一般出现在3550~3200 cm -1;1,2-环戊二醇 顺式异构体 P 47L CCl 4 3633 cm -1游离,3572 cm -1分子内氢键;mol/L CCl 4 3633 cm -1游离,3572 cm -1分子内氢键~3500cm -1分子间氢键;2、σC-O 和δO-H C-O 键伸缩振动和O-H 面内弯曲振动在1410—1100 cm-1处有强吸收,当无其它基团干扰时,可利用σC-O 的频率来了解羟基的碳链取代情况伯醇在1050cm -1,仲醇在1125cm -1,叔醇在1200cm -1,酚在1250cm -1;七、醚和其它化合物醚的特征吸收带是C-O-C 不对称伸缩振动,出现在1150~1060cm -1处,强度大,C-C 骨架振动吸收也出现在此区域,但强度弱,易于识别;醇、酸、酯、内酯的σC-O 吸收在此区域,故很难归属;八、醛和酮醛和酮的共同特点是分子结构中都含有C=O,σC=O 在1750~1680cm -1范围内,吸收强度很大,这是鉴别羰基的最明显的依据;临近基团的性质不同,吸收峰的位置也有所不同;羰基化合物存在下列共振结构：C OX Y C O X Y+-A BC=O 键有着双键性 强的A 结构和单键性强的B 结构两种结构;共轭效应将使σC=O 吸收峰向低波数一端移动,吸电子的诱导效应使σC=O 的吸收峰向高波数方向移动;α,β不饱和的羰基化合物,由于不饱和键与C=O 的共轭,因此C=O 键的吸收峰向低波数移动σC=O 1685~1665cm -1 1745~1725cm -1苯乙酮 对氨基苯乙酮 对硝基苯乙酮σC=O 1691cm -1 1677cm -1 1700cm -1σ 一般在2700~2900cm -1 区域内,通常在~2820 cm -1、~2720 cm -1附近各有一个中等强度的吸收峰,可以用来区别醛和酮;九、羧酸1、σO-H 游离的O-H 在~3550 cm -1,缔合的O-H 在3300~2500 cm -1,峰形宽而散,强度很大;2、σC=O 游离的C=O 一般在~1760 cm -1附近,吸收强度比酮羰基的吸收强度大,但由于羧酸分子中的双分子缔合,使得C=O 的吸收峰向低波数方向移动,一般在1725~1700 cm -1,如果发生共轭,则C=O 的吸收峰移到1690~1680 cm -1;3、σC-O 一般在1440~1395 cm -1,吸收强度较弱;4、δO-H 一般在1250 cm -1附近,是一强吸收峰,有时会和σC-O 重合;十、酯和内酯1、σC=O 1750~1735 cm -1处出现饱和酯σC=O 位于1740cm -1处,受相邻基团的影响,吸收峰的位置会发生变化;2、σC-O 一般有两个吸收峰,1300~1150 cm -1,1140~1030 cm -1十一、酰卤σC=O 由于卤素的吸电子作用,使C=O 双键性增强,从而出现在较高波数处,一般在~1800cm -1处,如果有乙烯基或苯环与C=O 共轭,,会使σC=O 变小,一般在1780~1740cm -1处;十二、酸酐1、σC=O 由于羰基的振动偶合,导致σC=O 有两个吸收,分别处在1860~1800 cm -1RCH=CHCOR'RCHClCOR'CO H和1800~1750 cm-1区域,两个峰相距60 cm-1;2、σC-O为一强吸收峰,开链酸酐的σC-O在1175~1045 cm-1处,环状酸酐1310~1210 cm-1处;十三、酰胺1、σC=O酰胺的第ⅠⅡⅢ谱带,由于氨基的影响,使得σC=O向低波数位移,伯酰胺1690~1650 cm-1,仲酰胺1680~1655 cm-1,叔酰胺1670~1630 cm-1;2、σN-H一般位于3500~3100 cm-1,伯酰胺游离位于~3520 cm-1和~3400 cm-1,形成氢键而缔合的位于~3350 cm-1和~3180 cm-1,均呈双峰；仲酰胺游离位于~3440 cm-1,形成氢键而缔合的位于~3100 cm-1,均呈单峰；叔酰胺无此吸收峰;3、δN-H酰胺的第Ⅱ谱带,伯酰胺δN-H位于1640~1600 cm-1；仲酰胺1500~1530 cm-1,强度大,非常特征；叔酰胺无此吸收峰;4、σC-N酰胺的第Ⅲ谱带,伯酰胺1420~1400 cm-1,仲酰胺1300~1260 cm-1,叔酰胺无此吸收峰;十四、胺1、σN-H游离位于3500~3300 cm-1处,缔合的位于3500~3100 cm-1处;含有氨基的化合物无论是游离的氨基或缔合的氨基,其峰强都比缔合的OH峰弱,且谱带稍尖锐一些,由于氨基形成的氢键没有羟基的氢键强,因此当氨基缔合时,吸收峰的位置的变化不如OH那样显著,引起向低波数方向位移一般不大于100cm-1;伯胺3500~3300 cm-1有两个中等强度的吸收峰对称与不对称的伸缩振动吸收,仲胺在此区域只有一个吸收峰,叔胺在此区域内无吸收;2、σC-N脂肪胺位于1230~1030 cm-1处,芳香胺位于1380~1250 cm-1处;3、δN-H位于1650~1500 cm-1处,伯胺的δN-H吸收强度中等,仲胺的吸收强度较弱;4、γN-H位于900~650 cm-1处,峰形较宽,强度中等只有伯胺有此吸收峰;。
典型有机物的红外光谱研究
典型有机物的红外光谱研究红外光谱学是一种分子结构研究的重要手段，它通过对有机物分子在红外区的吸收带进行分析来推断化学键的情况和分子的基本结构。
本文将分析几种典型的有机物的红外光谱，以便更深入地了解有机物的结构。
典型有机物一：甲醇甲醇是一种简单的有机物，其分子式为CH3OH。
红外光谱仪可以从甲醇中测量出一组典型的吸收峰，其中包括O-H键和C-H键的伸缩振动。
由于O-H键和C-H键的伸缩振动分别在3500和3000多厘米-1处出现，因此我们可以通过这些吸收带，确认甲醇的基本分子结构。
此外，甲醇还表现出一个窄而深的吸收峰，位于1050厘米-1左右，这表明分子中存在C-O键。
同时，甲醇也表现出一个比较弱的吸收峰，位于1450厘米-1左右，这表明分子中存在C-H键。
典型有机物二：苯酚苯酚是一种含有苯环和氢氧基的有机物，其分子式为C6H5OH。
与甲醇类似，红外光谱仪可以从苯酚中测量出一组典型的吸收峰。
苯酚中的C-H键和苯环的C-C键会在3000多厘米-1处产生振动，而像此类含有氢氧基的分子，其氧-氢键会在3500厘米-1处表现出强烈的振动。
苯酚中还存在一个比较弱的吸收峰，位于1590厘米-1左右，这表明苯环中存在C=C双键。
此外，苯酚中的氢氧基与苯环的结合还会表现出另外一个强吸收峰，位于1300厘米-1左右，这说明分子中的苯环和氧原子之间存在一个C-O键。
典型有机物三：丙酮丙酮是一种典型的酮类有机化合物，其分子式为C3H6O。
与甲醇和苯酚不同，丙酮在红外光谱上表现出了与其他有机化合物不同的特征。
丙酮的红外吸收峰主要位于1700到2200厘米-1之间，这反映了酮基的存在。
此外，在丙酮中，羰基C=O键的吸收带位于1715厘米-1左右，左侧的C-C键和C-H键吸收带位于1000至1300厘米-1之间，这些吸收峰都是判断丙酮的基本结构的重要依据。
结论红外光谱是分析有机化合物分子结构的一种重要方法。
以上对甲醇、苯酚和丙酮的红外光谱分析为我们展示了不同类型有机化合物在红外区的典型吸收峰，并着重介绍了这些峰的来源和意义。
各种类型化合物的红外光谱
p64，图2.57
H H
上：3，4－二甲基－1 －己烯 下： 2，3－二甲基－1 －戊烯
H H
乙烯基型和亚乙烯基型面外弯曲振动比较
X-CH=CH2中X对=C-H的影响
X Cl Br I COOH COOR
990
938
936
943
982
982
910
894
898
905
970
961
16
X-CH=CH2中X对=C-H的影响
11
Alkenes
三种振动
R H
R1 R2
R1 H
n＝C－H 3095~ 3070 3040~ 3010
nC＝C 1640 1653 1657
d＝C－H
CH2
CH2
990，910 1900 890 1780
700
12
C
R2 H
Alkenes
三种振动
R1 H C H R2
n＝C－H
nC＝C
d＝C－H ～965 or two bands (conjugated with a C=O group)
③ R较少，受影响小，波数和强度相对稳定
21
2 νC三C：2260－2100（w）
① ② νC三C>νC＝C >νC－C 干扰少，特征性强
③
对称性
613
3 δ三C－H：－630（s，b） R能极化电子云为双带
C C H
642
C C H
22
C6H10
1250：C－H的弯曲 振动（630）泛音
1ห้องสมุดไป่ตู้已炔的红外光谱
8
解析－－归属
• 2960 ， 2925 ， 2870 ， 2853 ， 1465 （ weak ） ， 1460 ， 1395，1380，1365，1250，1210，775
各种类型化合物的红外光谱
I. 3010，3030，3090； II. 1600，1500，1450；
III. 760，695；
IV. 1960～1740；
V. 1225～954
25
Aromatic hydrocarbons
• 3090, 3070, 3030（ n=C-H ） • 1960-1750 （ d=C-H ，overtone） • 1600, 1580, 1500, 1450 （ n=C-C ） • 760, 700（ d=C-H ）
10
Summary
4. 1470-1370 cm-1（C－H 弯曲振动） 1）dasCH3与dsCH2重叠，后者较弱； 2）CH(CH3)2和C(CH3)3的特殊性 • 异丙基：1385，1375（dCH(CH3)2） • 叔丁基：1395，1370 （dC(CH3)3） • 骨架吸收： • 1210、
p56，图2.47
6
Cyclic Alkanes
nC-H ds dC-C
3070 2985 1442
~ 3050 (w)
2947 2863 1445
2927 2841 1452
1020~1000
920~910 1000~960
977
1005~925 1055~1000
7
C8H18
• 2960 ， 2925 ， 2870 ， 2853 ， 1465 （ weak ） ， 1460 ， 1395 ， 1380 ， 1365，1250，1210，775
p63，图2.56 上：六元环； 中：五元环； 下：四元环
环张力对C＝C的伸缩振动吸收带的影响
19
累积烯烃
丙二烯类
R1 H
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-1
-1 -1
芳香族
AS （N=O）=1550～1500cm S （N=O）=1365～1290cm
υ
-1
18:43:11
内容选择：
15.1
15.2 15.3 15.4 15.5
红外吸收光谱Biblioteka 析基础红外吸收光谱仪 影响频率位移的因素 常见化合物的红外光谱 红外吸收光谱的应用
结束
18:43:11
18:43:11
18:43:11
3．羧酸
ν(C=O)、ν(O-H)和δ(OH)是红外光谱中识别羧 酸的主要系列峰。
18:43:11
4．酯
(1) ν（C＝O）：～1735 cm-1特征吸收峰。 (2) 1300～1030 cm-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 缩振动的谱带强且宽，称为酯谱带。
H 990 cm-1 H H H
910 cm-1 （强）
2：1850-1780 cm-1
790-840 cm-1 -1 H （820 cm ）
890 cm-1（强）
1800-1780 cm-1
H C C R
R1 C C R 2
谱图
18:43:11
谱图
18:43:11
对比
烯烃顺反异 构体. 1660 cm-1
18:43:11
H C C R2 C C R3 H R3 C C R4
R2 C C H H C C H H
υ
(C=C）
1680-1665 cm-1
弱，尖
分界线
1660cm-1
1660-1630cm-1
中强，尖
总结
ⅰ 分界线1660cm-1 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20～30 cm-1
变形振动～ 1380 cm-1吸 收峰裂分； 强度相等； 有异丙基存 在。
18:43:11
2. 醇（—OH）
O—H，C—O
(1) -OH 伸缩振动(>3600 cm-1) (2) 碳氧伸缩振动(1100 cm-1)
C Cα C Cα′ C C C α″ β
（C-O） cm-1
OH
υ
游 离 仲-OH 醇， 叔-OH 酚 酚-OH
18:43:11
15.4.1 饱和烃及其衍生物
1．烷烃
（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H ) 3000cm-1 δ CH3 CH2 CH2
as1460
cm-1
δ s1380 cm-1 δ s1465 cm-1 r 720 cm-1（水平摇摆） -（CH2）nn
重 叠
CH2 CH3 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
多元醇（如1,2-二醇 ）
3600～3500 cm-1
螯合键（和C=O，NO2等）3200～3500 cm-1 多分子缔合（多聚体）3400～3200 cm-1 水(溶液)：3710 cm-1 水(固体)：3300cm -1
分子间氢键随浓度而变， 而分子内氢键不随浓度而变。
结晶水： 3600-3450 cm-1
R1 H R1 R2 R1 R2 C C R4
610-700 cm-1（强） 1375-1225 cm-1（弱）
18:43:11
H C C R2 C C R3 R3
（=C-H） 970 cm-1（强）
R1 H R1 H R1 R2 C C C C C C
R2
（=C-H）
800-650 cm-1（ H 690 cm-1）
18:43:11
对称伸缩2853cm-1±10
由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。
H C C H3 C H3 C H3 C CH3 δ 1385-1380cm-1 1372-1368cm-1 1391-1381cm-1 1368-1366cm
-1
s
C—C骨架振动
1:1
1155cm-1
1170cm-1
顺强反弱
18:43:11
谱图
18:43:11
谱图
18:43:11
15.4.3 芳烃
1. C-H 伸缩振动(> 3000 cm-1)
2. 芳环骨架ν（C=C）:1600 cm-1和1500 cm-1
与C=O、C=C、NO2、等共轭时，1600 cm-1裂分为 1600 cm-1和1580 cm-1；强度增加。
18:43:11
５．酰胺
游离伯酰胺：ν(N-H)在～3500 cm-1和～3400 cm-1双峰； 游离仲酰胺：ν(N-H)在～3450 cm-1出现单峰； 缔合的伯酰胺：ν(N-H)在3350～3100 cm-1产生几个峰； 缔合的仲酰胺：ν(N-H)在～3300 cm-1出现吸收峰。 N—H的面外变 形振动在～700 cm-1产生强而宽 的谱带 。
伯-OH
（—OH）
3640cm-1
υ
1050 cm-1
3630cm-1
3620cm-1 3610cm-1
18:43:11
1100
α 支化：-15 cm-1
α 不饱和：-30 cm-1
1150 cm-1 1200 cm-1
—OH 基团特性：
分子间氢键： 双分子缔合（二聚体）3550～3450 cm-1 多分子缔合（多聚体）3400～3200 cm-1 分子内氢键：
15.4.4 羰基化合物
最大特征: ν(C=O) 1580～1928 cm-1 (强) （常见1650～1850 cm-1） 酰胺 < 酮 σ /cm-1：1680 1715 < 醛 < 1725 酯 < 酸 < 1735 1760 酸酐 1817
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。
第十五章 红外吸收光谱 分析法
Infrared absorption spectroscopy,IR
第四节 常见有机化合物 的红外谱图
Infrared spectrograph of organic compounds
15.4.1 饱和烃及其 衍生物 15.4.2 烯烃和炔烃 15.4.3 芳烃 15.4.4 羰基化合物 15.4.5 腈基化合物 15.4.6 硝基化合物
18:43:11
-1
1:2 1250 cm-1
3. 醚（C—O—C）
脂族和环的 C-O-C υ
-1 1150 ～ 1070 cm as
芳族和乙烯基的=C-O-C
υ as 1275～1200cm-1 （1250cm-1 ） υ s 1075～1020cm-1
脂族 R-OCH3 υs (CH3) 2830～2815cm-1 芳族 Ar-OCH3 υs (CH3) ~2850cm-1
H C C R R1 C C R2
υ υ
C C
2140-2100cm-1 （弱）
2260-2190 cm-1 （弱）
C C
18:43:11
3. =C-H 变形振动(1000-700 cm-1 )
面内变形（=C-H）1400-1420 cm-1 （弱） 面外变形（=C-H） 1000-700 cm-1 （有价值）
(2) CH2和CH3的相对含量也可以由1460 cm-1和1380 cm-1 的峰强度估算强度。
正庚烷
正十二 烷
正二十八 烷
1500 1400 1300cm-1
1500 1400 1300 cm-1
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1500 1400 1300cm-1
-(CH2)n-（n≥4）时 水平摇摆振动γ～720 cm-1附近产生吸收峰。
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1. 酮
酮羰基ν(C＝O)：1710～1715 cm-1。 羰基如果和烯键C=C共轭，羰基ν(C＝O)将移向低频 1660～1680 cm-1附近。
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2. 醛
特征1：醛羰基ν(C＝O)：～1725 cm-1。 特征2：2820 cm-1 和 2720 cm-1 弱的双峰。
4:5
C H3
C H3 C C H3 C H3
1195 cm-1
1405-1385cm-1 1:2
1372-1365cm
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-1
1250 cm-1
(1) CH2面外变形振动—(CH2)n—，证明长碳链的存在。
n=1，770~785 cm-1 (中 )； n=2；740 ~ 750 cm-1 (中 ) ； n=3，730 ~740 cm-1 (中)； n≥ ； 722 cm-1 (中强 ) 。
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酰胺的红外光谱图
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酸酐和 酰氯的 红外光 谱图
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15.4.5 腈基CN 化合物
υ C≡N 2240～ 2260cm-1
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15.4.6 硝基化合物
脂肪族
υ υ υ
AS （N=O）=1565～1545cm S （N=O）=1385～1350cm
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3. Ar—H面外变形振动γ ：650～900cm-1 (较强)。
谱峰数目只与取代情况 有关而与取代基种类无 关。 4. 1650～2000cm-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。
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二甲苯三种异构 体的红外光谱图
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4. 胺（—NH）
伯胺 R—NH2和Ar—NH2的 N—H伸缩振动产生双峰
υ as 3500cm-1 υ s 3400cm-1