第3章 红外光谱法2

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二、常见有机化合物红外光谱 1. 饱和烃
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1.>基频峰
相关峰:在实际分析工作中，我们总是根据几个峰的 出现与否来确定某个基团的存在。把判断某个基团的 存在所依据的一组峰称为相关峰。
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2.> 饱和烷烃吸收峰的特征（正壬烷红外光谱图）
(1) 饱和的C-H伸缩振动频率，多处在2800~ 3000cm-1之间。
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（2）对烯烃简要归纳几点：
a. 根据C—H伸缩振动有无大于3000cm-1的吸收峰，判断有 无双键。 C=C 3000~3100 cm-1
a. 若1600~1700cm-1无峰，则无不对称C=C
c. 根据弯曲振动特征可判断单取代、双取代还是多取代，并 可判断顺反异构体。
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综合分析谱图
组合，分裂为两个峰，2820、2720cm-1----------称费米共振。
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910cm-1(vs)、990cm-1(s) 双峰
（两种C—H，两种受力情况，故双峰）
1—辛烯
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R R R H C C C C
H H R H
890cm-1(vs) 单峰，只有一种类型的H
675~725cm-1（m）单峰（宽峰）
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R H C C
H R
950~1000cm-1(S) 单峰（尖）
Ar C=C骨架伸缩 1450~1650
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Ar C—H伸缩 Ar C—H弯曲 Ar C=C骨架振动
3000~3100cm
–1三个峰
675cm-1 单峰，很强 1490cm-1(S） 1530cm-1（w）
1800~2000cm-1两峰为C—H弯曲的倍频和组频峰。
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（2）环上取代基对Ar—H摇摆振动的影响
此峰是亚甲基的平面摇摆振动吸收引起的，它是判断有 无—CH2—的重要依据，但此峰一般很弱，难以引起人们的重 视，但它在谱图中定结构时所起的作用却不能低估。
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在分析谱图时注意下面两种情况：
(1)象 不能按异丙基处理。
CH2 (2)象上面结构中的 * 峰强度会增加1倍而己。
n
* 中的n=1，不为2，只是吸收
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5. 羟基化合物 羟基化合物主要是醇和酚。 R—OH
OH
对羟基化合物的研究，主要看O—H、C—O的伸缩振动吸收和
O—H的弯曲振动吸收。
振动形式 νOH δOH 吸收峰波数(cm-1) 3000~3700 醇 1250~1410 酚 1165~1300 强度 S（宽峰） W S S
νC—O
醇 1000~1100
酚 1260
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醚是两个醇脱水后的产物，醚无O—H键，因而也不存在O—H的 伸缩振动和弯曲振动等吸收峰，它与醇的唯一区别是：
无3000~3600cm-1的吸收峰 如果有一含O且饱和的化合物，则如无上述吸收峰，可判断是 醚。 15:33
6. 羰基化合物简介
羰基化合物的极性很强，偶极矩大，是红外光谱中最强的 吸收峰。它的特征峰在1650~1850cm-1处。 振动方式 酮 醛 酯 酸 νC=O 1715~1720 1720~1740 1735~1750 1700~1760 2720（此峰是 ν OH C 无峰 无峰 判断是不是醛的 无峰
异丙基在1375cm -1 处分裂出的双峰 为两个等强度的双峰，叔丁基在 1375cm -1 处分裂的双峰分的更开， 且强度比例相差较大。
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4.>亚甲基
*
CH2
n
* 中n的确定
直链烷烃在720~785cm-1范围内有一亚甲基吸收带，根据这个峰 的位置可以判断亚甲基的数目。
取代类型
X
Ar C—H存在情况 两种受力情况的H（1）邻、 对位H（2）间位H
吸收峰 740cm-1
实例
(甲苯）
ห้องสมุดไป่ตู้
690cm-1
X X
四个相邻的H，取代基影响 效果相同
735~770cm-1（邻二甲苯）
X
X
1个孤立H，3个相邻H，一个为 860~900 -1 750~810 cm（间二甲苯） 间取代，两个为邻取代 680~725
X
X
4个H受力相同
790~860cm-1 （对二甲苯） (单峰）
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注意：取代基与苯环有共轭时，Ar-H弯曲振动峰位变化较大。
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三取代、四取代、五取代等以及各取代形式的芳香族化合物 的泛频峰不再介绍，用到时同学们请参阅：
王宗明编《实用红外光谱学》P170~179
（石油工业出版社，1977.3）
第三章 红外光谱法
（本书，第十一章）
§3-3
红外光谱与分子结构的关系
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§3-3 红外光谱与分子结构的关系
一、特征吸收峰
化学工作者对比了大量红外光谱发现，具有相同官能团 的一系列化合物有近似相同的吸收频率，例如：CH3 CH2 Cl 中的 CH3 基团在1375cm-1具有较高强度的吸收峰，其他含 CH3-基团的化合物在这一频率范围也都有类似的吸收峰。 因此可用一些易辨认、有代表性的吸收峰来确定官能团的 存在。 凡是用来鉴定官能团存在的吸收峰称为特征吸收峰， 对应的频率称为特征吸收频率。 出现-CH3吸收峰的这个频率为-CH3的特征频率。当然在 这个范围内出现峰的具体位置会因-CH3 所连接的那个基团 不同而稍有差异或变更，但这些差异或变更又都有一定的 规律，因此，只要我们掌握了这些特征频率及其位移规律， 就能够对红外光谱图进行解析，以达到定性 、定结构的目 的。
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下面我们分析如下谱图：
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2. 烯烃类 （1） 基频峰 烯烃主要看双键的基频峰位，即C=C和=C—H的振动吸收， a. C—H伸缩
烯烃化合物在3000~3100cm-1之间有C—H伸缩振动吸 收峰。
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1—辛烯
反-3-己烯
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b. C—H弯曲振动 烯烃的C—H弯曲有六种情况，炔烃只有一个H，故有两种 可能，它们的弯曲振动吸收峰如下：
甲基—1375cm-1有对称弯曲振动峰，亚甲基无此峰。 亚甲基—720~785cm-1有一平面摇摆吸收峰，甲基无此峰。
3.>异丙基和叔丁基吸收特征
当烷烃分子中存在异丙基或叔丁基 时，甲基在1375cm -1 处C—H键的弯 曲振动吸收峰发生相互作用而分裂， 从而变成双峰，这一分裂现象称为 “异丙基或叔丁基分裂”。这是有 无异丙基和叔丁基的重要依据。
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R R C C R R C C
R H R R
790~840cm-1(s)单峰（尖） 无峰
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c. 骨架振动
主要是指C=C双键的振动吸收，在烯烃分子中，分子对称性对 C=C双键的伸缩振动吸收影响很大，对称分子振动过程中，偶 极矩变化很小，甚至没有改变，此时分子无红外吸收。此时确 定骨架的存在，需要利用拉曼光谱确定双键的存在。 烯烃C=C伸缩振动在1600~1700cm-1,较弱易变，如果C=C有共 轭作用时，吸收频率向低波方向移动，强度增大。 （例1-辛烯、反-4-辛烯）
1－辛烯红外谱图
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3. 炔烃 （1） C—H伸缩
C H 伸缩振动 3330~3200cm-1
炔烃
R
C C R 无峰
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（2） C—H弯曲振动
R C C H
600~700cm-1
R C C R 无峰
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（3）骨架振动
主要是指C≡C三键的振动吸收，在炔烃分子中，分子对称性 对C≡C三键的伸缩振动吸收影响比双键更大，对称分子振动过 程中，偶极矩变化很小，甚至没有改变，此时分子无红外吸收。 此时确定骨架的存在，需要利用拉曼光谱确定叁键的存在。 炔烃的C≡C伸缩振动在2100~2300cm-1,对称取代炔烃 R-C≡C-R不产生红外吸收，即在2100~2300cm-1区间无峰。 （例1-辛炔、2-辛炔）
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4. 芳烃
研究芳烃的红外光谱主要看Ar—H及环状共轭体系的C=C的振 动吸收，苯环上的骨架振动也很特征。
（1）基频峰
振动方式 Ar C—H伸缩
频率(cm-1) 3000~3100
备注 与烯烃类似， >3000 判断取代类型 判断有无苯环存 在
Ar C—H弯曲
650~1000
（一般2~4个峰）
(2) 亚甲基和甲基的1465cm-1和1450cm-1两峰挨 得很近，往往发生简并而合而为一。 因此很难根据此峰来判断哪是亚甲基哪是甲基， 但有一点可以肯定，只要有亚甲基或甲基，此频率 范围（1450 ~ 1465cm-1）内一定有峰，只要无峰， 就说明甲基和亚甲基都不存在。
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(3) 亚甲基和甲基的区别：
庚腈
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3-甲氧基丙腈
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• 本节结束，请看下节
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1—辛烯
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1-辛炔
CH3CH2CH2CH2CH2CH2C C H
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CH3CH2CH2CH2CH2C C
CH3
图例.
甲苯的红外光谱图
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O C H
的δC—H 在1390cm-1,此峰倍频为2780cm-1,与νC—H
ν
依据）
O C O C
无峰 无峰 无峰
无峰 无峰 无峰
νas1150~1300 νs 1030~1140 无峰 无峰
无峰 2500~3300
很宽，酸存 在的依据
νO—H δO—H