第二章 红外光谱

（3）-OH基在形成氢键缔合后，偶极矩增大，因此在34503200cm-1之间表现为一个强而宽的锋。
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若形成分子内氢键，酚羟基伸缩振动谱带向低频移动更为
明显。例如：
O H N O
+
O H O
O H O
OH（cm-1)
3610(游离）
3243
3077
（4）羧酸（-COOH）中的羟基比较特殊，由于氢键缔合，通 常以二聚体或多聚体的形式存在。吸收峰向低波数方向移动，
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O
1660±10
波数（cm-1) 1680-1620 1620-1450 1690-1640 1630-1575 1590-1510 1390-1350
~1700
~1745
峰强度 不定
6、 双键的伸缩振动区（16801500 cm-1 ）
不定 不定 强 强（稍弱）
讨论：
（1）分子比较对称时，C=C峰很弱，当个相邻基团相差比
O—H、N—H伸缩振动区（OH，NH ）
不饱和C-H伸缩振动区（ CH） 饱和及醛基C-H伸缩振动区（ CH） 三键伸缩振动区（ C≡C， C≡N ） 羰基伸缩振动区（ C＝O） 碳碳双键伸缩振动区（ C＝C） 碳氢面内弯曲振动和单键伸缩振动区 碳氢面外弯曲振动区
二、分子结构与吸收峰
四、不饱和度
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一、特征区、指纹区和相关峰
1、特征区：4000~1300 cm-1，有机化合物主要官能团的 特征吸收区。特点：比较稀疏，容易辨认。与一定结构单元
相联系的、在该范围内出现的吸收峰叫特征吸收或特征峰；
例： 2800 3000 cm-1 1600 1850 cm-1 —CH3 —C=O 特征峰； 特征峰；
较大时，则峰增强，相差越大，峰愈强。顺式异构体独有较 强的C=C峰，而反式异构体的C=C峰较弱或无吸收。 （2）C=C吸收的频率区段虽与C=O吸收重叠，但因C=O偶 极矩大，吸收峰特强，可以与之区别。但当双键与氧联接成 烯醚-C=C-OR、烯醇-C=C-OH或烯醇酯-C=C-OCOR等结构时 ，则C＝C的吸收强度大大加强。 （3）共轭多烯可以发生C=C键的振动偶合，如异戊二烯的
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（2）C≡C—H比缔合的O-H吸收弱，比N-H吸收强的尖锐谱 带，易与OH、 NH区分开来。 （3）芳烃Ar-H的特点为吸收强度比饱和烃稍弱，谱带比较
尖锐，烯烃中末端＝C-H的吸收出现在3085cm-1附近，谱带较锐。
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3、 饱和的C—H和醛基的C—H伸缩振动区（30002700 cm-1 ）
一个基团除特征峰以外，还有其它振动形式的 Nhomakorabea收峰，把
这些相互依存而又相互可以佐证的吸收峰叫相关峰。 相关峰的数目与基团的活性振动及光谱的波数范围有关 用一组相关峰才可以确定确定一个官能团的存在
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红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围：3750670 cm-1 依据基团的振动形式，分为八个区：
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（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。 （4）亚甲二氧基（-O-CH2-O-）还有一个在930cm-1附近 的C-O伸缩振动 （m→s），所以~2780cm-1与930cm-1为相关峰
2
OH
强（特征） 较强、尖锐 强、宽（特征） 弱而稍尖 弱而尖 可变
强而宽（特征）可超出3000cm-1
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讨论： （1）O-H伸缩振动在3700-3200cm-1区出现一强锋，它是
判断分子中有无-OH的重要依据。
（2）游离酚中的O-H伸缩振动位于3700-3500cm-1区段的低 频一端，该锋锋形尖锐，且没有其他吸收的干扰（溶剂中微量 水吸收位于3710cm-1），因此很容易识别。
特征区主要是O-H、N-H、C-H、C=O、C=C、C=N、、 C≡C、C≡N等的伸缩振动吸收峰，还包括部分含单键基团的 面内弯曲振动的基频峰。
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2、指纹区 1300-400 cm-1的低频区通常称为指纹区。没有鲜明的特征 性，主要出现C-X（X=C，N，O）单键的伸缩振动及各种弯曲振 动吸收峰。谱带密集，犹如指纹，故称指纹区。分子结构的微 小变化都会引起指纹区光谱的明显变化，有助于确定有机化合 物的结构。 3、相关峰
当胺成盐时，氨基转化为铵离子，N-H键的伸缩振动频率
大幅度向低频位移，在3200-2200cm-1范围内形成宽的谱带。 伯胺盐：3000-2500cm-1，非常强，往往分裂成多重峰， 中心在3000cm-1，在2000cm-1左右有一中等强度的尖峰。 仲胺盐： 叔胺盐：
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2700-2500cm-1，非常强，多重峰 2700-2500cm-1，非常强，多重峰
在3000-2500cm-1区出现一个强而宽的峰。这个峰通常和脂肪
烃的C-H生缩振动峰重叠，只有在测定气态或非极性溶剂的稀 溶液时，方可看到游离的-OH峰，在3540cm-1附近出现。
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（5）无论游离的与缔合的N-H，其峰强都比形成氢键缔合的OH峰弱，且峰稍尖锐些。 N-H吸收峰的数目与氮原子上取代 基的多少有关，伯胺、伯酰胺显双峰，且两峰强度近视相等 ；仲胺、仲酰胺、酰亚胺只出现一个吸收峰；叔胺、叔酰胺 不显峰。
作和调仪器的问题。
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5、 羰基的伸缩振动区（19001650 cm-1 ） 羰基类型 波数（cm-1) 峰强度 醛（饱和） 1740-1720 强 酸（饱和） 1705-1725 强 酮（饱和） 1705-1725 强 六（七）元内酯 1750-1730 强 五元内酯 1780-1760 强 酯（非环状） 1740-1710 强 酰卤 1815-1720 强 酸酐 1850-1800 强 1780-1740（两峰间隔约60cm-1) 强 酰胺（游离） 1700-1680 强 （缔合） 1660-1640
第二章 红外吸收光谱 分析法
一、特征区、指纹区和相 关峰的概念 二、分子结构与吸收峰
infrared absorption spec三、影响峰位、峰强的因 troscopy，IR 第二节 红外光谱与分子结构 infrared spectroscopy and molecular structure
素
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讨论：
（1）共轭效应将使上述各峰频率略向低波数方向移动，
吸电子的诱导效应将使上述吸收峰向高波数方向移动。
O R CH CH C R1 R O C R1 R CH Cl O C R1
C＝O（cm-1) 1685-1665
1725-1705
1745-1725
（2）羰基化合物形成氢键，不管是分子间或分子内氢键，
，是鉴定此基团的重要依据。
4、 三键对称伸缩振动区（24002100 cm-1 ） 三键类型 波数（cm-1) 峰强度 H-C≡C-R 2140-2100 强 R-C≡C-R′ 2260-2190 可变 R-C≡C-R 无吸收 R-C≡N 2260-2240 强 R-C≡C-C≡C-R ′ 2400-2100（出现2-3个峰）弱→中 强
(1)37003000 cm-1
(2)33003000 cm-1 (3)3000 2700 cm-1 (4)24002100 cm-1 (5)19001650 cm-1 (6)16801500 cm-1 (7)1475 1300 cm-1 (8)1200670 cm-1
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（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。
C—H键的类型
-CH3 -CH2 -C-H -OCH3
波数（cm-1)
2960及2870 2930及2850 2890 2830-2810
峰强度
高强 强 中强 中强
-O-CH2-O醛基C-H
2720-2750
2780-2765
中强
弱→中
讨论： （1） -CH3、 -CH2均有as 及s,故均出现两个峰，高频峰为 as，低频峰为s 。
7、 C-H面内弯曲振动（1475~1300cm-1)及X-Y伸缩振动区 （13001050 cm-1 ） 官能团类型 波数（cm-1) 峰强度 as(CH3) 1470-1430 中 s (CH3) 1396-1365 中→强 （中心位置为1380） as（-CH2-） 1470-1430 中
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2、 不饱和烃和芳烃C—H伸缩振动区（33003000 cm-1 ） C—H键的类型 波数（cm-1) 峰强度 C≡C—H Ar—H C＝C—H ～3300 ～3030 3040～3010 强 弱→中 弱→中强
讨论： （1）此区是区别饱和及不饱和烃的重要区域，不饱和烃和 芳烃C-H伸缩振动均在3000 cm-1 以上，饱和烷烃均在3000cm-1 以下。但也有例外，张力较大的三元环系的饱和C-H伸缩振动 （不对称C-H）也在此区域，如环丙烷和环氧乙烷的衍生物。 饱和卤代烃中与卤素直接相连的C-H谱带也落在该范围内。
1440~1300cm-1出现强峰 。
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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 酯C-O 胺C-N
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波数（cm-1) 1200~1000 1075~1015 1125~1090 1210~1100 1390~1330 1260~1180 1275~1060 1150~1060 1275~1210 1225~1200 1300~1050 1360~1020
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讨论：
（1）大多数有机化合物都含有甲基和亚甲基。他们在
1470~1430cm-1有特征吸收，这是由甲基及亚甲基的as （CH）引起的。除此之外，甲基还在1380cm-1处出现 s （C-H
）的特征吸收。它可作为判断分子中有无甲基存在的依据。 孤立甲基 1380cm-1附近 单峰
IR光谱在1640cm-1出现一个很弱的谱带为对称振动偶合，在
1598cm-1出现一个强的谱带为不对称的振动偶合，后者为鉴定
共轭二烯的特征峰。
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（4）如为芳香化合物，则在1600-1500cm-1处尚有一个或
一个以上强峰（芳环骨架振动）。
（5）硝基N=O的不对称伸缩振动也位于该区，共轭使吸 收右移。 （6）氨基的剪式变形振动 N-H也在该区。
偕二甲基 1380cm-1附近
裂距15~30cm-1）
双峰（特征：强度相似，
双峰（特征，强
偕三甲基（特丁基） 1380cm-1附近
度一强一弱，裂距30cm-1）
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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
1、 0—H、N—H伸缩振动区（40003000 cm-1 ）
基团类型 波数（cm-1 ） 峰强度 注
3700-3200 游离O-H 3700-3500 缔合O-H 3450-3200 NH 游离N-H 3500-3300 缔合N-H 3450-3200 O 3500-3300 C NH OH -COOH 3000-2500
均使C＝O吸收峰移向低波数一端。
O C CH3 C CH3 O H O
C＝O（cm-1)
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1691
1639-1610
（3）在环酮、内酯环或内酰胺环中，随着张力的增强，
吸收峰向高频方向移动。
H N O H N H O N
C＝O（cm-1)
双键类型 C=C 苯环骨架 C=N N=N 硝基
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讨论：
（1）共轭效应将使上述各峰频率略向低波数方向移动。 （2）结构对称的乙炔及其他全对称的二取代物在红外光 谱不出现C≡C谱带，其振动状况只能在Raman光谱中观察。实 际上，除末端炔烃外，大多数非对称的二取代乙炔的吸收也
都是很弱的。
(3)空气中的CO2对谱图会发生干扰，所以有时能看到 2390cm-1峰，因此，在解析图谱时如有此峰须注意是否存在操