有机化合物分子中常见基团吸收峰
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U= (2 + 2n4 + n3 – n1 )/ 2 n4 , n3 , n1 分别为分子中四价,三价,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 U= (2 +29 – 8 )/ 2 = 6
例1:C9H10O不饱和度的计算 例2:苯甲醛(C7H6O)不饱和度的计算 例3:C9H7NO不饱和度的计算
芳环取代的倍频峰出现在2000-1668 cm-1,强度弱,但 很特征。
芳环取代 的倍频区
1603cm-1 C=C键伸缩振动
1500cm-1
(3)C=O (1900 1600 cm-1 ) 碳氧双键的特征峰,强度大,峰尖锐。
醛,酮的区分?
苯乙醛
C-H的伸缩振动
2826cm-1 2728cm-1
—CH3 —CH2— —C—H
2960 cm-1 2870 cm-1 2930 cm-1 2850 cm-1 2890 cm-1
反对称伸缩振动 对称伸缩振动 反对称伸缩振动 对称伸缩振动 弱吸收
3000 cm-1 以下
正丁醇
-CH2 -OH伸缩 -CH3 振动
(3)不饱和碳原子上的=C—H( C—H )
1724cm-1
C=O伸缩振动
苯乙酮
C=O伸缩振动
1686cm-1
3300-2500cm-1 宽的-OH伸缩振动
1715cm-1
C=O伸缩振动
1743cm-1
C-O伸缩振动
1243cm-1
-NH2
-C=O 1681cm-1
4. X—Y,X—H 变形振动区 < 1650 cm-1
指纹区(1350 650 cm-1 ) ,较复杂。 C-H,N-H的变形振动; C-O,C-X的伸缩振动; C-C骨架振动等。精细结构的区分。
叔丁基((CH3)3C-)1375cm-1的 吸 收 峰 也 分 叉 (1395-1385cm-1 和 1370cm-1 附 近 ) , 但 低 波 数 的吸收峰强度大于高波数的 吸收峰
C-O单键振动在1300-1050 cm-1, 如醇、酚、醚、羧酸、酯等,为强吸收峰; 醇在1100-1050cm-1有强吸收; 酚在1250-1100cm-1 有强吸收;
3480cm-1 3395cm-1
2. 叁键(C C)伸缩振动区(2500 1900 cm-1 )
(1)RC CH (2100 2140 cm-1 ) RC CR’ (2190 2260 cm-1 ) R=R’ 时,无红外活性
(2)RC N (2100 2140 cm-1 ) 非共轭 2240 2260 cm-1 共轭 2220 2230 cm-1
基团吸收带数据
O-H
3630
活 N-H
泼 氢
P-H
3350 2400
二、基团吸
特
S-H
征
含 不 C-H
吸 收
氢 饱 化 和
Ar-H
2570 3330 3060
收带数据
带
学 氢 =C-H
3020
( 伸 缩
键 饱 和
CH3在1375cm-1和1450cm-1附近同时有吸收,分别对应 于CH3的对称弯曲振动和反对称弯曲振动 两个甲基连在同一碳原子上的偕二甲基有特征吸收峰 。 如 异 丙 基 (CH3)2CH- 在 1385-1380cm-1 和 13701365cm-1有两个同样强度的吸收峰(即原1375cm-1的吸 收峰分叉)。
有机化合物分子中常见基团吸收峰
常见的有机化合物基团频率出现的范围:4000 670 cm-1 依据基团的振动形式,分为四个区: 1.4000 2500 cm-1 X—H伸缩振动区(X=O,N,C,S) 2.2500 1900 cm-1 三键,累积双键伸缩振动区
3.1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区
2229cm-1
3. 双键伸缩振动区(1200 1900 cm-1 )
(1) RC=CR’ 1680 1620 cm-1 强度弱, R=R’(对称)时,无红外活性。
(2)单核芳烃 的C=C键伸缩振动(1600 1580 cm-1 和 1500-1450)
一般1600 cm-1峰较弱,而1500 cm-1峰较强,是有无芳 环的重要标志,吸收峰位置比较稳定,但芳环取代后 峰会发生位移。
C-C-C
<500
吸 收 带
变 形 振
C-N-O H-C=C-H
500 960(反)
动
R-Ar-H
650-900
H-C-H
1450
分子的不饱和度
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: 若分子中仅含一,二,三,四价元素(H,O,N, C),则可按下式进行不饱和度的计算:
例1:C9H10O不饱和度的计算
U 2 2 9 10 5 可能含有苯环 2
例2:苯甲醛(C7H6O)不饱和度的计算
U 2276 5 2
例3:C9H7NO不饱和度的计算
U 2 2 9 1 7 7 可能含有苯环 2
苯环上的 C—H 3030 cm-1 =C—H 3010 2260 cm-1 3000 cm-1 以上 C—H 3300 cm-1
(4)—N—H 3500 3300 cm-1 NH吸收出现在3500-3300cm-1,为中等强度的尖峰。伯氨 基因有两个N-H键,具有对称和反对称伸缩振动,因此有 两个吸收峰。仲氨基有一个吸收峰,叔氨基无N-H吸收。
4.1200 670 cm-1 X—Y伸缩, X—H变形振动区
1. X—H伸缩振动区(4000 2500 cm-1 )
(1)—O—H 3600 3200 cm-1 确定 醇,酚,酸 在非极性溶剂中,浓度较小(稀溶液)时,峰形尖锐,
强吸收;当浓度较大时,发生缔合作用,峰形较宽。
(2)饱和碳原子上的—C—H
酯有两组峰:1250cm-1左右(反对称)和1050 cm-1左右(对称);
C-O伸缩振动
1243cm-1 1048cm-1
通过C-H的变形振动(600-900cm-1)推测苯环取代情况: 苯环单取代:690cm-1, 750cm-1 苯环邻位二取代:750cm-1 苯环对位二取代:810cm-1
-CH3 CH2
2960,2870 2926,2853
振
氢 -CH
2890
动
C C
) 三 键ຫໍສະໝຸດ C N2050 2240
R2C=O
1715
双 RHC=O
键
C=C
1725 1650
伸
C-O
1100
缩
C-N
指
振 动
C-C
1000 900
纹
例: C9H8O2 U= (2 +29 – 8 )/ 2 = 6
例1:C9H10O不饱和度的计算 例2:苯甲醛(C7H6O)不饱和度的计算 例3:C9H7NO不饱和度的计算
芳环取代的倍频峰出现在2000-1668 cm-1,强度弱,但 很特征。
芳环取代 的倍频区
1603cm-1 C=C键伸缩振动
1500cm-1
(3)C=O (1900 1600 cm-1 ) 碳氧双键的特征峰,强度大,峰尖锐。
醛,酮的区分?
苯乙醛
C-H的伸缩振动
2826cm-1 2728cm-1
—CH3 —CH2— —C—H
2960 cm-1 2870 cm-1 2930 cm-1 2850 cm-1 2890 cm-1
反对称伸缩振动 对称伸缩振动 反对称伸缩振动 对称伸缩振动 弱吸收
3000 cm-1 以下
正丁醇
-CH2 -OH伸缩 -CH3 振动
(3)不饱和碳原子上的=C—H( C—H )
1724cm-1
C=O伸缩振动
苯乙酮
C=O伸缩振动
1686cm-1
3300-2500cm-1 宽的-OH伸缩振动
1715cm-1
C=O伸缩振动
1743cm-1
C-O伸缩振动
1243cm-1
-NH2
-C=O 1681cm-1
4. X—Y,X—H 变形振动区 < 1650 cm-1
指纹区(1350 650 cm-1 ) ,较复杂。 C-H,N-H的变形振动; C-O,C-X的伸缩振动; C-C骨架振动等。精细结构的区分。
叔丁基((CH3)3C-)1375cm-1的 吸 收 峰 也 分 叉 (1395-1385cm-1 和 1370cm-1 附 近 ) , 但 低 波 数 的吸收峰强度大于高波数的 吸收峰
C-O单键振动在1300-1050 cm-1, 如醇、酚、醚、羧酸、酯等,为强吸收峰; 醇在1100-1050cm-1有强吸收; 酚在1250-1100cm-1 有强吸收;
3480cm-1 3395cm-1
2. 叁键(C C)伸缩振动区(2500 1900 cm-1 )
(1)RC CH (2100 2140 cm-1 ) RC CR’ (2190 2260 cm-1 ) R=R’ 时,无红外活性
(2)RC N (2100 2140 cm-1 ) 非共轭 2240 2260 cm-1 共轭 2220 2230 cm-1
基团吸收带数据
O-H
3630
活 N-H
泼 氢
P-H
3350 2400
二、基团吸
特
S-H
征
含 不 C-H
吸 收
氢 饱 化 和
Ar-H
2570 3330 3060
收带数据
带
学 氢 =C-H
3020
( 伸 缩
键 饱 和
CH3在1375cm-1和1450cm-1附近同时有吸收,分别对应 于CH3的对称弯曲振动和反对称弯曲振动 两个甲基连在同一碳原子上的偕二甲基有特征吸收峰 。 如 异 丙 基 (CH3)2CH- 在 1385-1380cm-1 和 13701365cm-1有两个同样强度的吸收峰(即原1375cm-1的吸 收峰分叉)。
有机化合物分子中常见基团吸收峰
常见的有机化合物基团频率出现的范围:4000 670 cm-1 依据基团的振动形式,分为四个区: 1.4000 2500 cm-1 X—H伸缩振动区(X=O,N,C,S) 2.2500 1900 cm-1 三键,累积双键伸缩振动区
3.1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区
2229cm-1
3. 双键伸缩振动区(1200 1900 cm-1 )
(1) RC=CR’ 1680 1620 cm-1 强度弱, R=R’(对称)时,无红外活性。
(2)单核芳烃 的C=C键伸缩振动(1600 1580 cm-1 和 1500-1450)
一般1600 cm-1峰较弱,而1500 cm-1峰较强,是有无芳 环的重要标志,吸收峰位置比较稳定,但芳环取代后 峰会发生位移。
C-C-C
<500
吸 收 带
变 形 振
C-N-O H-C=C-H
500 960(反)
动
R-Ar-H
650-900
H-C-H
1450
分子的不饱和度
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: 若分子中仅含一,二,三,四价元素(H,O,N, C),则可按下式进行不饱和度的计算:
例1:C9H10O不饱和度的计算
U 2 2 9 10 5 可能含有苯环 2
例2:苯甲醛(C7H6O)不饱和度的计算
U 2276 5 2
例3:C9H7NO不饱和度的计算
U 2 2 9 1 7 7 可能含有苯环 2
苯环上的 C—H 3030 cm-1 =C—H 3010 2260 cm-1 3000 cm-1 以上 C—H 3300 cm-1
(4)—N—H 3500 3300 cm-1 NH吸收出现在3500-3300cm-1,为中等强度的尖峰。伯氨 基因有两个N-H键,具有对称和反对称伸缩振动,因此有 两个吸收峰。仲氨基有一个吸收峰,叔氨基无N-H吸收。
4.1200 670 cm-1 X—Y伸缩, X—H变形振动区
1. X—H伸缩振动区(4000 2500 cm-1 )
(1)—O—H 3600 3200 cm-1 确定 醇,酚,酸 在非极性溶剂中,浓度较小(稀溶液)时,峰形尖锐,
强吸收;当浓度较大时,发生缔合作用,峰形较宽。
(2)饱和碳原子上的—C—H
酯有两组峰:1250cm-1左右(反对称)和1050 cm-1左右(对称);
C-O伸缩振动
1243cm-1 1048cm-1
通过C-H的变形振动(600-900cm-1)推测苯环取代情况: 苯环单取代:690cm-1, 750cm-1 苯环邻位二取代:750cm-1 苯环对位二取代:810cm-1
-CH3 CH2
2960,2870 2926,2853
振
氢 -CH
2890
动
C C
) 三 键ຫໍສະໝຸດ C N2050 2240
R2C=O
1715
双 RHC=O
键
C=C
1725 1650
伸
C-O
1100
缩
C-N
指
振 动
C-C
1000 900
纹