红外光谱第二节2,3

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
甲基亚甲基C-H伸 缩振动
CN伸缩振动
腈基化合物中CN伸缩振动谱带在 2260~2240 cm-1范围。CN键极性较 CC键强,其谱带强度也较CC 谱带强。 CN与苯环或双键共轭, 谱带向低波数位 移20~30 cm-1。
碳氮三键伸 缩振动
丙烯腈的红外光谱图
碳氮三键伸缩振动
丙酸酐红外光谱图
区段 (4)三键和
累积双键 伸缩振动区
(5)羰基 伸缩振动区
(6)双键 伸缩振动区
(7)饱和C—H 面内弯曲 振动区
波数/cm-1 24002100
19001650 16801500
14751300
振动类型 CC CN C=C=C C=O
C=C (烯烃和芳环)
C—H(面内)
B化合物是叔酰胺,不存在N-H键,因此在 该区段内没有吸收峰。
例: 1-辛烯的红外光谱 3080 cm-1 为=C-H伸缩振动
1820,995,915 cm-1 为:-CH=CH-H的面外摇摆弯曲 振动. 末端乙烯基的特征频率.
CH2
例. -蒎Leabharlann Baidu的红外光谱图
芳烃:
芳烃C-H伸缩振动吸收带出现在3030 cm-1附 近,或仅作为饱和C-H伸缩振动谱带的一个 肩峰。当用高分辨红外光谱仪测定时,有时 在3100~3000 cm-1范围观测到多条谱带, 如单取代苯由2~3条谱带组成。这是芳环CH伸缩振动和芳环骨架振动倍频带的共同贡 献。较强的谱带来源于芳环C-H伸缩振动。
多炔化合物的CC伸缩振动谱带数目可能 超出叁键的数目,是振动偶合所致。
例 1-己炔的红外光谱图
碳碳三键伸 缩振动
炔烃末端CH伸缩振动
甲基亚甲基C-H伸 缩振动
例: 2-辛炔的红外光谱
非末端炔烃: CC伸缩振动则在2190~2260cm-1, 为一弱吸收带,往往很难觉察.
碳碳三键伸 缩振动
邻二甲苯的红外光谱
•芳 环 C=C 伸 缩 振 动 :1608,1493, 1462 cm-1; 甲 基 C-H 弯 曲 振 动 :1449cm-1; 芳 环 =C-H 伸 缩 振 动 :3021cm-1; 甲 基 C-H 伸 缩 振 动 :2941cm-1; 甲 基 C-H 弯 曲 振 动 :1376cm-1; 苯 的 1,2- 二 元 取 代:746cm-1
—CH2—
2930 cm-1 不对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动
—C—H
2890 cm-1 弱吸收
3000 cm-1 以下
H CO
2720~2750cm-1
例:烷烃的红外光谱
•2850~3000cm-1 C-H伸 缩振动
•720~725cm-1的平面摇 摆弯曲振动(-CH2-)
•1450~1470cm-1的剪式弯曲振动(-CH2-,-CH3) ; •1370~1380cm-1平面摇摆弯曲振动(-CH3)
苯胺的红外光谱
N-己基甲胺的红外光谱图 N H
丙酰胺
例:顺式1,2-环戊二醇的CCl4稀溶液,在3633cm-1和 3572cm-1有两个峰,为什么?当溶液浓度增加时,为何又出 现~3500cm-1的峰,3633及3572cm-1处的峰有何变化?
A化合物是仲胺,在此区段有两个N-H伸缩 振动峰,分别是对称与不对称伸缩振动峰;
炔烃:
炔氢的C-H 约为3300 cm-1(m)。该谱带 位于缔合态的O-H 、N-H范围内,在无 羟基干扰时,可以从谱带的强度及形状
来识别。C-H 谱带的特点是比缔合态 的O-H 吸收弱,比N-H吸收强。谱带尖 锐。C-H与羰基共轭对C-H 吸收频率 无明显影响。
例. 1-己炔的红外光谱图
羧酸与醇、酚的区别在于前者有C=O相关谱 带。3000-2500 cm-1范围的宽、散谱带为二 聚体羧基中O-H伸缩振动的特征谱带。
• 它的缔合O-H伸缩振动在2500-3000cm-1范围内有一个 羧酸特征强的宽谱带;
•羧基中C=O伸缩振动与直链酮相同:1725~1700cm-1;
• 羧 酸 盐 含 有 两 个 C—O- 的 伸 缩 振 动 :1610~1550cm-1; 1420~1300cm-1
(五)羰基的伸缩振动区
(6)场效应
分子中二个羰基靠近,发生偶极-偶极相互作用(场效应)。
Br
Br
O
VC=O 1720 cm-1
O
VC=O 1745 cm-1
(五)羰基的伸缩振动区
(7)共轭受阻 VC=O升高。
O
CH3
O
CH3
CH3
CH3
1693 cm-1
1705 cm-1
(五)羰基的伸缩振动区
•苯酚的红外光谱
• 对甲苯酚的红外光谱
总结
醇与酚:醇与酚以游离态存在时,OH 在3650~ 3590 cm-1范围内中等强度吸收。
随着浓度增大,分子间氢键的形成,醇或酚以二聚 态或多聚态存在,OH 向低波数位移,且出现多条 谱带。多聚态的醇或酚O—H伸缩振动约于 3350cm-1出现强、宽吸收带。
红外光谱8个重要区段与有机物官能团特征频率
特征频率区
区段
波数/cm-1
振动类型
(1) N—H
O—H 伸缩振动区
37503000
O—H N—H
(2)不饱和C—H 伸缩振动区
33003000
(3)饱和C—H (RCHO)
伸缩振动区
30002700
C—H =C—H (烯烃和芳环)
C—H
面外弯曲振动:720 cm-1
又如, 羧基(-COOH)的一组红外吸收峰为: νO-H 在3400~2400cm-1区间有很宽的吸收峰; νC=O在1710cm-1附近有强、宽吸收峰; νC-O在1260cm-1附近有中等强度吸收峰; δO-H(面外弯曲)在930cm-1附近有弱宽峰。 这一组特征峰是羧基的相关峰.
炔基氢 C-H弯曲振动峰
(五)羰基的伸缩振动区
(5)旋转异构
不少含一个羰基的化合物,其羰基区却出现两个以上峰,
而且与浓度无关,只与溶剂和温度有关,则可能是因为存
在旋转异构。
O
O
H
H H3C
H3C
H
H
S-cis VC=O 1699 cm-1
S-trans VC=O 1674 cm-1
末端炔烃在3300 cm-1 明显的C-H键伸缩振动吸收 谱带;600~700 cm-1 C-H键弯曲振动;2100~2140 cm-
1
C C伸缩振动.
环张力较大的三元环体系,环上饱和C—H的 伸缩振动谱带位于3100一2990 cm-1范围,强 吸收带,如环丙烷的CH2:as 3060 cm-1,s 3000 cm-1。1,2-环氧十二烷中3030 cm-1 为 环氧丙基CH2的反对称伸缩振动。饱和卤代烃 中与卤素直接相连的C-H伸缩振动也位于此范 围。如CH3I 3060 cm-1, CH3Br 3050 cm-1, CHCl3 3042 cm-1。
酰胺类:酰胺除了极稀溶液中的游离态(N-H 3500-3400 cm-1)外,一般以缔合状态存在。 伯酰胺于3350 cm-1、3150 cm-1附近出现双 峰。谱带强度较游离态增大。仲酰胺于3200 cm-1附近出现一条谱带,如N-苯基丙炔酰胺, N-H 3270 cm-1(m)。叔酰胺此范围无吸收带。
指纹区 区段 (8)不饱和C—H 面外弯曲 振动区
波数/cm-1 1000650
振动类型
=C—H(面外) C—H(面外)
(1)—O—H 3700 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。
正辛烷的红外光谱
癸烷
醛基(-CHO):
醛基中C-H位于2820, 2720 cm-1。是醛基中C-H伸缩 振动和C-H弯曲振动(约1390 cm-1)的倍频之间Fermi 共振的贡献。表现为双谱带,是醛基的特征吸收谱带, 可作为分子中有无醛基存在的一个依据。
少数醛类化合物,醛基C-H弯曲振动明显地偏离1390 cm-1,其倍频远离C-H伸缩振动谱带,不发生Fermi 共振,只能观测到一条谱带。如三氯乙醛(CCl3CHO), 无饱和C-H伸缩振动干扰,仅在2851 cm-1呈现单谱 带。
1715 cm-1 酮 1735 cm-1 酯 1680 cm-1 酰胺
(3)相关峰 每个官能团都有几种振动 方式,能产生红外吸收光谱的每种振动一般产 生一个相应的吸收峰。习惯上把这些相互依存 又可相互佐证的吸收峰,称为相关峰。例如 —CH3的相关峰为: 伸缩振动: νas 2960cm-1
νs 2870cm-1 面内弯曲振动:1470cm-1 和1380cm-1
(2)N-H伸缩振动
含有N-H键的胺、酰胺及铵盐类在此峰区均 出现N-H伸缩振动。胺或酰胺中N-H伸缩振 动出现在3500-3150 cm-1范围,弱或中等强 度吸收带, NH 较OH 谱带弱、尖。
胺类:伯胺在此范围出现二条谱带约3500、 3400 cm-1,对应于NH2的不对称伸缩振动和 对称伸缩振动。仲胺于约3400 cm-1出现一 条谱带,叔胺无此带。
羟基伸缩振动谱带因分子内氢键的形成而明显向低 波数位移,且谱带强度增大、变宽。酚羟基内氢键 的存在,使OH 向低波数位移幅度更大。
羧酸;羧酸在固态、液态、极性溶剂及大于 0.01摩尔的非极性溶剂中,通常都以二聚体 的形式存在。
二聚体羧酸O-H伸缩振动较醇、酚位于更低 波数,通常在3300—2500 cm-1范围,中心 约3000 cm-1,谱带宽。
再如, 含苯芳香化合物存在一组相关峰: νAr-H 3050cm-左右,νC=C1600、1500cm-1 (苯环的骨架振动),以及2000~1667cm-1
的泛频峰,δAr-H(面外弯曲)900~690cm-1。
在确定有机化合物中是否存在某种官能团时, 当然首先应看特征峰,但相关峰的存在常常 也是一个有力的辅证。
利用3100~3000 cm-1范围的谱带判断烯基 及苯基的存在时,应注意三元环及卤代烃C-H 伸缩振动的干扰。
A在3000 cm-1以上有芳环C-H伸缩振动 (3025 cm-1), 而B在该区域无吸收.
1)饱和碳原子上的—C—H
—CH3
2960 cm-1 不对称伸缩 2870 cm-1 对称伸缩振动
醛的红外光谱
羰基化合物在1680~1850cm-1处有一个强的 羰基伸缩振动吸收峰。醛基C-H在2720cm-1 处有尖锐的特征吸收峰。
丙烯醛的红外光谱图
2-甲基丁醛的红外光谱图
炔烃CC伸缩振动
炔烃CC伸缩振动位于2260~2100 cm-1范 围。1-己炔CC约为2150 cm-1。非对称双 取代炔CC伸缩振动在红外光谱中可观测 到,但谱带较末端炔基的伸缩谱带更弱。
第二节 红外光谱的重 要吸收区段
一、 特征区、指纹区和相关峰的概念
特征频率是与一定结构单元相联系的、在一 定范围内出现的化学键振动频率。
例: 2800 3000 cm-1 —CH3 特征峰; 1600 1850 cm-1 —C=O 特征峰;
基团所处化学环境不同,特征峰出现位置变化:
—CH2—CO—CH2— —CH2—CO—O— —CH2—CO—NH—
(7)相影响
较明显,因C=O为极性基团,相不同缔合不同。所以液固相差别很大。
O
C CH
OCOCH3
CHCH3
VC=O 糊 1644 CCl4 1622
1731 cm-1 1749 cm-1
酰卤:酰卤中C=O 吸收位于高波数端,特征, 无干扰,(乙酰氯1805)。

酸酐:酸酐中两个羰基振动偶合产生双峰, 约60-80 cm-1,开链酸酐(约1830,1760 cm-1) 高波数谱带强度较大。,-不饱和酸酯或苯甲 酸酯,低波数位移(约20 cm-1)。
醇羟基化合物的红外吸收光谱
乙醇的红外吸收光谱(液膜法)
乙醇的红外光谱(1%乙醇的CCl4溶液)
3650cm-1:O—H伸缩振动,游离羟基:其它同上图
酚的红外吸收光谱
• 酚同醇一样,由于O—H的伸缩振动,在3520 — 3100 cm-1 有一个强而宽的吸收带(缔和羟基)。但酚与醇的 C—O伸缩振动不同:
相关文档
最新文档