有机化合物红外光谱

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 。
（=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
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
（8）酮的C-C-C伸缩振动： 约1100~1300cm－1，s，窄。 （9）胺的C-N伸缩振动： 约1020～1360cm－1，s、m、w。
2720 2840
1730
1715
1170
7. 低频弯曲振动区（1000～600cm－1）
包括烯氢的面外弯曲振动、芳氢的面外弯曲振 动、氨基的面外弯曲振动、亚甲基的面内摇摆振动、 羧酸及醇－OH的面外弯曲振动、酰氯的C－Cl伸缩 振动、炔氢的面外弯曲振动等。
（2）饱和C-H伸缩振动频率通常在3000cm－1以下： v CH3 2960、2870cm－1， v CH2 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。
—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：
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
（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
1820 1650
990 910
965
（2）芳氢的弯曲振动吸收峰
芳氢的δ 面内吸收峰位于1250～950cm－1，有5～ 6个中、弱吸收带，应用较少。
HCCR
2：1375-1225 cm-1 （弱）
R1
H CC
H
C C R2
2：1850-1780 cm-1
890 cm-1（强）
2：1800-1780 cm-1
谱图
烯烃顺反异构体的谱图对比
3.醇（—OH）
O—H，C—O
a)-OH 伸缩振动(>3600 cm-1) b)碳氧伸缩振动(1100 cm-1)
2720 2840
1730
1715
5. 双键伸缩振动区（1690～1500cm－1）
（1）C=C 双键伸缩振动：1680～1620cm－1，m，w
反式－2－壬烯的IR谱图
（2）芳环骨架振动：有四个吸收峰，约位于 1600、 1580、1500、1450cm－1。
对甲基苯腈的IR谱
四取代烯 顺式烯
R1
R3
CC
R2
R4
R1
R2
CC
H
H
弱，尖 分界线
1660cm-1
乙烯基烯 亚乙烯基烯
R1
H
CC
H
H
R1
H
CC
R2
H
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v（C=C）峰
ⅳ 端烯的强度强
ⅴ 共轭使v（C=C）下降20-30 cm-1
异丙基 δ s ： 约 1385，1375cm－1，m ，等强度双峰。 叔丁基 δ s ： 约 1395，1365cm－1，m ,双峰，前弱后强。
（2）醇的 C-O 伸缩振动：约1000～1200cm－1 ，vs，宽。 （3）酚的C-O 伸缩振动： 约1100～1300cm－1， vs，宽，
有时裂分为双峰。 （4）醚的C-O伸缩振动： 约1050～1280cm－1，vs，较宽。 （5）酯的C-O伸缩振动： 约1000～1300cm－1，vs，宽。 （6）羧酸的C-O伸缩振动： 约1250cm－1，vs、v、m，宽。 （7）酸酐的C-O伸缩振动： 约1000～1250cm－1，vs，宽。
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.
例如， 苯：670cm－1。 一取代苯：～750，～700cm－1。 邻二取代苯：～750cm－1。 对二取代苯：～830cm－1。 间二取代苯：～790，～700，～880cm－1。 1，2，3－三取代苯：770，～725cm－1 ......等等。
烃类化合物中，vC-H频率与C原子杂化状态有关，
杂化C原子的s成分比例越高，其电负性越大，则相
应C-H键长越短，力常数越大，vC-H频率越高。
烷烃
烯烃
炔烃
C 杂化态
sp3
sp2
sp
C-H 键长 0.1095nm 0.1071nm 0.1058nm
K/N.cm－1 4.7
5.1
5.9
波数/cm－1 2960～2850 3100～3000 ～3300
2720 2840
1730
3. 三键及累积双键伸缩振动区
（2400～1950cm－1）
4. 羰基伸缩振动区（1900～1500cm－1）
v C=O 1900~1500 cm－1，吸收强烈且受其他吸 收带干扰的可能性较小。
酮 1725~1705cm－1, VS，特征。
醛 1740~1720，s。不饱和醛，红移。 酯 1750~1725，s。特征。当C=O与不饱 和键共轭时，红移。 羧酸 1760~1700，s，（二聚体1725~1700， 单体~1760cm-1） 酸酐1810，1760cm-1，双峰，系两个羰基偶合 所致。 v C=O倍频 3550~3200cm-1，w。
第3章 红外光谱法
3. 3 有机化合物的红外光谱
一. 红外光谱的七个重要区段 二. 常见有机化合物的红外光谱
有机化合物的红外光谱中的吸收峰的位置、强度、形 状包含了该化合物的结构信息。
特征峰：能用于官能团鉴定的吸收峰。
相关峰：某些基团产生的相互依存、相互佐证的吸 收峰。
谱图解析就是要确定这些特征峰和相关峰是由什么 基团或化学键产生的，各种基团和化学键的关系如何。
1. O-H、N-H伸缩振动区（3700～3200cm－1）
（1） v O-H（醇、酚）游离 3700～3500 cm－1 s（尖） 缔合 3450～3200 cm－1 vs （较宽）
（2） v O-H（羧酸） 游离
～3520 cm－1
vs（尖）
缔合 3300～2500 cm－1 vs （宽）
（3） v N-H（胺）
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。
特征谱带 区：4000～1300cm－1。
指纹区：
1300～600cm－1
特定的基团具有类似的吸收带，这种吸 收（带）称为特征吸收，其振动频率称为特 征频率或基团频率（group frequency）。 它是与一定的结构单元相联系的振动频率。
同一类型的基团在不同物质中所处的化 学环境各不相同，因此其基团频率有一定的 差别。这种差别常常能反映出结构上的特点。
炔烃δ ＝C-H（面外）：670～620cm－1，s。
脂肪酰氯的v C-Cl800～650cm－1，m ，s ，等。
3.3.2 常见有机化合物的红外光谱举例 p.67～79
1．烷烃
（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H )
3000cm-1
δ CH3
as1460
cm-1
重
δ s1380 cm-1
b)C—C骨架振动明显
H
C C H3 C H3
1385-1380cm-1 1372-1368cm-1
CH3 δ s 1:1
C—C骨架振动 1155cm-1
1170cm-1
C H3
1391-1381cm-1
C
4:5
C H3
1368-1366cm-1
1195 cm-1
C H3 C C H3 CH
3
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
（3）硝基（－NO2）的伸缩振动: v as 1580～1520cm－1 ， v s 1380～1320cm－1。 都是很强的吸收带。
6. C-H 面内弯曲振动及 C-Y 伸缩振动区： 1500～1000cm－1 （Y = C、O、N、卤素）
（1）δ as,CH3 及 δ 剪式,CH2 ： 约 1460cm－1， m 。 δ s,CH3 ： 约 1380cm－1， m 。
叠
CH2 δ s1465 cm-1
CH2 r 720 cm-1（水平摇摆）
CH2 对称伸缩 ～2850cm-1 CH3 对称伸缩 ～2870 cm-1 CH2不对称伸缩 ～2930cm-1 CH3不对称伸缩 ～2960 cm-1
-（CH2）nn
a)由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。
C Cα C Cα′ C
Cβ Cα″
OH
υ （—OH）
游 伯-OH 离 仲-OH 醇， 酚 叔-OH
酚-OH
3640cm-1 3630cm-1 3620cm-1 3610cm-1
υ （C-O）
1050 cm-1
1100 cm-1 α 支化：-15 cm-1
本书将中红外区分为七个区段。
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。
υ H C C R
C C 2140-2100cm-1 （弱）
υ R1 C C R2 C C 2260-2190 cm-1 （弱）
c)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）
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
2. Y-H伸缩振动区（3300～2400cm－1）
（Y＝ C、S、B、P）
C-H伸缩振动的特点：
（1）不饱和 C-H 伸缩振动频率通常 > 3000cm－1： v =C-H 3300cm－1， v=C-H 3100cm－1, vAr-H 3050cm－1 。
3080-3030 cm-1
H C CH2
3080 cm-1 3030 cm-1
C H 3300 cm-1
3000 cm-1
C H 变形
振动 2900-2800 cm-1
b)C=C 伸缩振动(1680-1630 cm-1 )
反式烯
R1
H
CC
υ （C=C）
H
ห้องสมุดไป่ตู้R2
三取代烯
R1
R3
CC
R2
H
1680-1665 cm-1