有机化合物红外光谱谱图的基本特征

第三节 有机化合物红外光谱谱图的基本特征
首先计算不饱和度：
当U=0时，表示分子是饱和的，应为链状饱和烃及其不含 双键的衍生物；
U=1时，可能有一个双键或脂环； U=2时，可能有两个双键或脂环，也可能有一个叁键； U=4时，可能有一个苯环。
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➢3000cm-1为分界线： >3000cm-1为不饱和烃 <3000cm-1为饱和烃，另外可能是醇、
(2）=CH出现在3100-3000cm-1，常在3030cm-1附近。
(3)苯环的骨架振动：在1625-1450cm-1之间，可能有几个吸收，强弱及个数皆与结构 有关。
其中以～1600cm-1和～1500cm-1两个吸收为主。 苯环与其他基团共轭时，～1600cm-1峰分裂为二，在～1580cm-1处又出现一个吸 收。～1450cm-1也会有一吸收。
(3)υC-O-C
在1330~1050cm-1有两个吸收带，即
as coc
和 csoc
。
其中
as coc
在1330~1150cm-1，峰强度大而且宽，
常为第一强峰。
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酯(RCOOR’)
• υC=O：3450(w)(泛频) • υC=O: 1770-1720(S) • υCOC: 1300-1000(S)
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• 醇：
• O-H:3700-3200（变） • 游离O-H: 3670-3580 • 缔合O-H: 3550-3230 • OH: 1410-1260（ｗ） • C-O: 1250-1000（ｓ） • OH: 750-650 (s)
酚：
O-H: 3705-3125(s) C=C: 1650-1430(m)
（4）面外变形振动=CH在900-650cm-1，按其位置、吸收峰个数及强度可以用来判 断苯环上取代基个数及取代模式。
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（5）苯环质子的面外变形振动的倍频及组合频在 2000~1650cm-1。也可以用于确定苯环取代类型。
（6）其他 除了上述按邻接氢判断在900~650cm-1的谱带外，
（2）-NH υNH ：3500-3300(m) υNH：1650-1550(vw)
υC-N 脂肪族胺：1220~1020 (m，w) υC-N 芳香胺：1350~1280 (S)
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正丙胺的红外光谱图
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Ph-CH2NH-Ph的红外光谱
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十一、腈-C≡N
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例3：化合物C6H10的红外光谱 如下，写出其结构式。
• 解：
• 己炔 • HC≡C-CH2-CH2-CH2-CH3
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四、芳香烃
(1)苯环在四个区有其特征吸收：3100～3000、2000～1650、1625～1450及900～ 650cm-1.
• 解：
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壬烯
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1-己烯的红外光谱图
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三、炔烃
• ≡C-H 3300 cm-1 一取代炔烃：
R-C≡C-H 2140 cm-1 -2100cm-1 二取代炔烃： R-C≡C-R 2260 cm-1 -2190 cm-1
• υC≡N：2260-2240（s）（尖锐）
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A 3070,3025 B 2910,2860 06C:324:23110
芳 CH 脂肪 C H
CN
十二、硝基化合物
（1）R-NO2 • υas(NO2)：1565-1543（s） • υs(NO2)：1385-1360（s） • υs(CN)：920-800（m）
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• 解：
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例题：下图为一个含有C、H、O的有机化合物的 光谱图，试问： （1）这个化合物是脂肪族还是芳香族？ （2）是醇类还是酮类？ （3）是否含有双键或叁键？
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推测C8H8纯液体
解：1）U =1-8/2+8=5 2）峰归属 3）可能的结构
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酚、胺
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一、饱和烷烃
(a)CH的伸缩振动：基本在2975~2845cm-1之间，包 括甲基、亚甲基和次甲基的对称及不对称伸缩振动。 (b)CH的变形振动：在1460附近、1380附近及 720~810cm-1会出现有关吸收。
(c)C-C环的骨架振动,在720~1250cm-1。
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在这区域可能还会有另外的吸收出现。 （a）间位二取代在725~680cm-1有强吸收。 (b)1、2、3-三取代化合物另外在745~705cm-1有
强吸收。 （c）1、3、5 - 三取代化合物另外在755~675cm-1
有强吸收。
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芳烃
• 3030、1600、1580、 1500、1450.
O
O C-R
HO
羧酸在液体和固体状态，一般以二聚体形式存在， 羧酸分子中既有羟基又有羰基，两者的吸收皆有。
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苯甲酸的红外光谱图
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十、胺
（1）-NH2 υNH ：3500-3300(m)，双峰 υNH：1650-1590(m，s)
υC-N 脂肪族胺：1220~1020 (m，w) υC-N 芳香胺：1340~1250 (S)
H C CH2
五、醇和酚
（1）醇和酚都含有羟基，有三个特征吸收带：OH、 OH和C-O。
（2）羟基的伸缩振动OH在3670~3230cm-1(S)。 游离的羟基OH尖,且大于3600cm-1； 缔合羟基移向低波数，峰加宽，小于3600cm-1。 缔合程度越大，峰越宽，越移向低波数处。 水和NH在此有吸收。
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1-辛醇的红外光谱图
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苯酚的红外光谱图
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六、醚
（1）醚的特征吸收为碳氧碳键的伸缩振动
as CO
C
和 s
。
COC
(a)脂肪族醚(R-O-R)：
脂肪族醚中
s C
O
C
弱。
as COC
在 1150~1050cm-1(S)
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酰胺：
七、羰基化合物
1680～1630
羰基：
1710 ～1730
醛 C＝O ～1725(vs) 双峰：υCH：≈2820， ≈2720 （w）
酮 C＝O ～1715(vs)
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3-戊酮的红外光谱图
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苯甲醛的红外光谱图
在饱和烃中 1380cm-1为烷 基异构化情况；
1460cm-1为烷烃 中的-CH2-，
同时在720cm-1证 明。
饱和烃
例1：化合物C9H20的红外光谱如下，写出 其结构式。
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• 解：计算不饱和度：
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庚烷CH3(CH2)5CH3的红外光谱图
CH3
(b)芳香族醚和乙烯基醚： Ph-O-R、Ph-O-Ph和R-C=C-O-R’
1310~1020cm-1为
as C
O
C
1075~1020cm-1为
s C
O
C
强吸收 强度较弱
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（2）一般情况下，只用IR来判别醚是困难的。 因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯类都会 在1100~1250cm-1范围有强的C-O吸收。
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乙酸乙酯的红外光谱图
1743为C=O， 1243为
是第一强峰。
as coc
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九、羧酸
• OH：3400-2500(m) 有高低不平很宽的峰
• C=O：1740～1690（m）
• OH：1450～1410（w）
• CO：1266～1205（m）
OH R-C
2820、2738cm-1为醛基的C-H伸缩振动，1703cm-1是 C=O
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八、酯 (RCOOR’)
（1）酯有两个特征吸收，即υC=O和υC-O-C。
（2）酯羰基的伸缩振动υC=O： R-CO-OR’ (RR’为烷基) 1750~1735cm-1(S) Ph-CO-OR 、C=C-CO-OR 1730~1717cm-1(S) R-CO-O-C=C 、R-CO-OPh 1800~1770cm-1(S)
• 670cm-1苯 看3030、1600～1400
有2～4个吸收峰，可 确定为芳香烃化合物。 从900 cm-1 -650 cm-1 区域出现的峰来确定 取代基的数目和位置。
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例题 判断有无芳烃的存在，并指出其波数。
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• 例题：化合物C9H12的红外光谱如下，写 出其结构式。
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烯烃
3030 cm-1 （弱）=C-H链中烃； 3080（强）=CH2端位烯烃。
1680-1630 -C=C-（弱）
反式：-CH=CH 顺式：-CH=CH
970-960cm-1 770-665cm-1
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例2：化合物C6H12的红外光谱如下，写 出其结构式。
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CH
CH2
CH3
CH
CH3
CH3
红外光谱
二、 烯烃
（1）烯烃有三个特征吸 区 (a)3100~3000cm-1 ， =CH (b)1680~1620cm-1 ， C=C (a) 、(b)用于判断烯
键的存在与否。 (c)l000~650cm-1，烯碳上质子的面外摇摆振动
=CH，用于判断烯碳上取代类型及顺反异构。
（2）Ar-NO2 υas(NO2)：1550-1510（s） υs(NO2)：1365-1335（s） υs(CN)：860-840（s）
不明：750（s）
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间二硝基苯的红外光谱
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