红外谱图解析综述

红外谱图解析综述
3. 双键伸缩振动区（1900−1200cm-1） 双键伸缩振动区（1900− 主要包括C=C，C=O， S=O，P=O等键的伸缩振动和芳环 主要包括C=C，C=O，-NO2，S=O，P=O等键的伸缩振动和芳环 的骨架振动等。 的骨架振动等。 （1）烯烃：νC=C 1680−1620cm-1 （强度可变）（图2A,B,C,D峰3） 烯烃： 1680− 强度可变）（ 2A,B,C,D峰 ）（图 共轭作用，波数偏低，强度增加。 共轭作用，波数偏低，强度增加。 （2）苯环：骨架振动在1620−1450cm-1范围内，常有四个吸收峰。 苯环：骨架振动在1620− 范围内，常有四个吸收峰。 1600cm-1和1500cm-1（强度可变，这二个对确定苯环结构有用） 强度可变，这二个对确定苯环结构有用） 1580cm-1（较弱，但在共轭体中增强） 较弱，但在共轭体中增强） 1450cm-1（常与CH2剪式振动1470cm-1重叠） 常与CH 剪式振动1470cm 重叠） 4A,B,C,D峰 3,图5A,B,C,D峰 9B峰 5,图16A峰 （图4A,B,C,D峰2、3,图5A,B,C,D峰3、4，图9B峰4、5,图16A峰4） 羰基： 1850− 容易识别） （3）羰基： νC=O 1850−1550cm-1 （强，容易识别） 根据C=O基出现的不同位置 可判别是何种羰基化合物，如酸， 基出现的不同位置， 根据C=O基出现的不同位置，可判别是何种羰基化合物，如酸，酯 酸酐，酰胺，酰卤，羧酸盐， 二酰基过氧化物等等。 ，酮，醛，酸酐，酰胺，酰卤，羧酸盐，醌，二酰基过氧化物等等。
红外谱图解析综述
中红外光谱区域的划分
根据分子振动方程式
1 ν = 2πc
K
µ
m ⋅m µ= m +m
1 1
2 2
可知基团振动频率出现的位置主要取决于成键原子的折合 质量μ和键的力常数K 质量μ和键的力常数K 4000− X-H键 4000−2500cm-1 2400− 叁键 2400−2100cm-1 1900− 双键 1900−1200cm-1 1650− 单键 1650−500cm-1 又因键的伸缩振动力常数大于变形振动力常数，因此伸缩 又因键的伸缩振动力常数大于变形振动力常数， 振动在高频，变形振动在低频。通常可把4000 4000− 振动在高频，变形振动在低频。通常可把4000−650cm-1的中红外区 域划分成四个区域便于理解和记忆。（见下图） 。（见下图 域划分成四个区域便于理解和记忆。（见下图）
O R -C -X
∼1800 ∼1740
O R -C -O R '
O R -C -H
∼1730 ∼ 1700缔合∼1760游离 1700缔合 1760游离 缔合∼
O R -C -O H
O R -C -N H 2
∼1650（酰胺谱带I） 1650（酰胺谱带I 1600−1500和 1600−1500和∼1400
红外谱图解析综述
2. 叁键和累积双键伸缩振动区（2500−1900cm-1） 叁键和累积双键伸缩振动区（2500− 主要包括炔基主要包括炔基-C≡C-，腈基-C≡N，丙二烯基-C=C=C-， 腈基丙二烯基-C=C=C烯酮基-C=C=O，异氰酸酯基-N=C=O等的伸缩振动 等的伸缩振动。 烯酮基-C=C=O，异氰酸酯基-N=C=O等的伸缩振动。 （1）炔烃：R-C≡CH单取代 νC≡C 2140−2100cm-1（图3A峰3） 炔烃： CH单取代 2140− 3A峰 R-C≡C-R’双取代 νC≡C 2260−2190cm-1 2260− 如果R=R’， 为红外非活性（ 3B） 如果R=R’，νC≡C为红外非活性（图3B） 腈基：脂肪族ν 2260− 针状） 3C峰 （2）腈基：脂肪族νC≡N 2260−2240cm-1 （针状） （图3C峰2） 芳香族ν 2240− 针状） 芳香族νC≡N 2240−2215cm-1 （针状） 异氰酸酯基： 2280− ）（图3D峰 （3）异氰酸酯基：νas -N=C=O 2280−2265cm-1 （强）（图3D峰2） 1385（ 无实用价值。 νs -N=C=O -1385（弱）无实用价值。
红外谱Байду номын сангаас解析综述
用3000cm-1为界限可判别化合物是饱和的还是不饱和的。 为界限可判别化合物是饱和的还是不饱和的。 饱和的： 饱和的： CH3 νas 2962cm-1 νs 2872cm-1 CH2 νas 2926cm-1 νs2853cm-1 1A,B,C,D峰1,图2A,B,C,D峰 （图1A,B,C,D峰1,图2A,B,C,D峰2） CH 2890cm-1（弱峰，不易观测到），但-CHO基团上的 弱峰，不易观测到）， CHO基团上的 ），但 附近，尖锐易识别。 8B峰 ν-CH 在2720cm-1附近，尖锐易识别。(图8B峰3) N-CH3，O-CH3一般在2800cm-1附近。(图7A峰3,图9B峰2) 一般在2800cm 附近。 7A峰3,图9B峰 不饱和的： 3A峰 不饱和的：≡C-H ∼3300cm-1 （图3A峰1） =C-H ∼3100cm-1 （图2A,B,C,D峰1） =C2A,B,C,D峰 苯环C 4A,B,C,D峰 D峰 苯环C-H ∼ 3030cm-1 （图4A,B,C,D峰1，图5A, B, C, D峰2） 其它： （3）其它： S-H 2600−2500cm-1 弱峰，不易检别，需用Raman光谱来判断。 2600− 弱峰，不易检别，需用Raman光谱来判断 光谱来判断。 12D峰 （图12D峰2） Si-H 2160−2110cm-1 强峰（图15D峰2） Si- 2160− 强峰（ 15D峰 P-H 2440−2270cm-1 中强峰（图15A峰2） 2440− 中强峰（ 15A峰
红外谱图解析综述
红外谱图解析综述
1. X-H键伸缩振动区（4000−2500cm-1） X- 键伸缩振动区（4000− X为O，C，N，S，P，Si等原子。 Si等原子。 等原子 （1）O-H和N-H的伸缩振动频率 附近尖峰（ 5D峰1,图16B峰 游离的3600， 游离的3600，3500cm-1附近尖峰（图5D峰1,图16B峰1） 缔合的3400− 缔合的3400−3200cm-1宽大的吸收峰（图5A,B,C峰1,图6A,B峰1） 宽大的吸收峰（ 5A,B,C峰1,图6A,B峰 注意：OH和NH的相互干扰，伯胺和仲胺的区别(图6C,D峰1,图11A,B,C峰1) 注意：OH和NH的相互干扰，伯胺和仲胺的区别( 6C,D峰1,图11A,B,C峰 的相互干扰 有机酸OH和CH伸缩振动偶合引起的一系列多重峰（3200− 有机酸OH和CH伸缩振动偶合引起的一系列多重峰（3200−2500cm-1） 伸缩振动偶合引起的一系列多重峰 （图8C峰1,图16C峰1） 8C峰1,图16C峰 O-H的伸缩振动可作为判断醇，酚，酸的重要依据。 的伸缩振动可作为判断醇， 酸的重要依据。 （2）C-H的伸缩振动频率 饱和的 C-H在3000cm-1以下（3000−2700cm-1） 以下（3000− 不饱和的 C-H在3000cm-1以上（3300−3000cm-1） 以上（3300−
红外谱图解析综述
4. X-Y键伸缩振动和X-H键变形振动区（1650−650cm-1） X- 键伸缩振动和X 键变形振动区（1650− X，Y为除了H以外的其它原子，主要包括C-O，Si-O，C-C，C-N， 为除了H以外的其它原子，主要包括C SiC-卤素等伸缩 振动和C-H，N-H，O-H等的变形振动。此区域的光谱比较 振动和C 等的变形振动。 复杂，有些谱峰无法确定为基团频率， 复杂，有些谱峰无法确定为基团频率，其主要价值在于表征整个分子的特 指纹区），有些谱峰还是可以与结构单元对应起来的， ），有些谱峰还是可以与结构单元对应起来的 性（指纹区），有些谱峰还是可以与结构单元对应起来的，用来判别化合 物的构型和取代类型。 物的构型和取代类型。 （1）C-O伸缩振动：1300−1000cm-1中最强的一个或二个峰，容易检测。 伸缩振动：1300− 中最强的一个或二个峰，容易检测。 可用来判别醇， 酸等的存在。（ 6B峰3,图7A峰 。（图 6,B峰 可用来判别醇，醚，酯，酸等的存在。（图6B峰3,图7A峰5、6,B峰3、4、 5,C峰5,D峰4,图9A峰5、6,B峰6、7,C峰3,D峰4,图16B峰4,C峰3） 5,C峰5,D峰4,图9A峰 6,B峰 7,C峰3,D峰4,图16B峰4,C峰 （2）C-卤素伸缩振动：C-F 1400−1000cm-1（强） C-Br 600−500 卤素伸缩振动： 1400− 600− cm-1（可变） C-Cl 800−600 cm-1（强） C-I ∼500 cm-1（可变）（图 可变） 800− 可变）（ ）（图 14A,B,C,D峰 14A,B,C,D峰1） （3）Si-O-Si伸缩振动：1120−1020cm-1（强，二个或多个吸收峰） Si- Si伸缩振动 1120− 伸缩振动： 二个或多个吸收峰） 15B,C峰3,D峰 （图15B,C峰3,D峰4）
O = =O
∼ 1667
红外谱图解析综述
如果C=O基与双键，苯环共轭。C=O基的伸缩振动频率比上述相应位置 如果C=O基与双键，苯环共轭。C=O基的伸缩振动频率比上述相应位置 基与双键 要低，强度增加。在解析光谱时必须注意。（ 8A峰2,B峰4,C峰2,D峰 。（图 要低，强度增加。在解析光谱时必须注意。（图8A峰2,B峰4,C峰2,D峰1 酮羰基, 羧酸盐羰基, 9A峰2,B峰3,C峰2,D峰3,图10A峰2,B峰1,C峰 酮羰基,峰2羧酸盐羰基,图9A峰2,B峰3,C峰2,D峰3,图10A峰2,B峰1,C峰2,D 1,图11A峰3,B峰3,C峰 酰胺谱带Ⅰ 16B峰3,C峰 峰1,图11A峰3,B峰3,C峰2酰胺谱带Ⅰ,图16B峰3,C峰2） （4） 硝基 -NO2：（图12A峰2、3,B峰2、3、4,C峰2,3,4,D峰3,4） ：（图12A峰 3,B峰 4,C峰2,3,4,D峰3,4） 脂肪族： 1565− 脂肪族： νas 1565−1545 （-1550cm-1） （强） 1385− (νs 1385−1350 (-1370cm-1） （强） 芳香族： 1550− 芳香族： νas 1550−1500cm-1 1365− νs 1365−1290cm-1 比脂肪族稍低 （5）S=O：（图13A峰3,B峰3、4,C峰1,D峰1） S=O：（ 13A峰3,B峰 4,C峰1,D峰 ：（图 as1350− s1165− 砜 νas1350−1290cm-1 νs1165−1120cm-1 （强） 1070− 亚砜 ν 1070−1030cm-1 （强） （6）P=O：（图15A峰3,4） P=O：（ 15A峰3,4） ：（图 1300− 接近单键区） νP=O 1300−1140cm-1 （接近单键区）
红外谱图解析综述
饱和酯肪族C=O基位置（ 饱和酯肪族C=O基位置（cm-1） 基位置
酮 过氧化物 酸酐 酰卤 酯 醛 羧酸 酰胺 羧酸盐 醌
O R -C -O M
O R -C O R 'C O
R -C -R ' O
∼1715cm-1 以此为基准
O O R -C -O -O -C -R '
∼1815和1790 1815和 ∼1820和1760cm-1 1820和
红外谱图解析综述
常用术语： 常用术语： 1. 特征峰 分子中某一特定基团的某一振动方式其频率总是出 现在一相对窄的区域，而分子的剩余部分对其影响较小。 现在一相对窄的区域，而分子的剩余部分对其影响较小。在不同分 子中该基团振动频率基本上是相同的，这种可用于鉴定基团存在， 子中该基团振动频率基本上是相同的，这种可用于鉴定基团存在， 并具有一定强度的吸收峰称为特征峰， 并具有一定强度的吸收峰称为特征峰，其所在位置称为基团特征频 率。 例如： CH3， CH2的伸缩振动频率在3000−2800cm的伸缩振动频率在3000 例如： -CH3，-CH2的伸缩振动频率在3000−2800cm-1范围 C=O的伸缩振动频率在1800-1650cm的伸缩振动频率在1800 C=O的伸缩振动频率在1800-1650cm-1范围 2. 相关峰 一组具有相互依存关系的特征峰。 一组具有相互依存关系的特征峰。 例如： CH=CH2的 3085cm例如： -CH=CH2的 ν=CH2 ∼3085cm-1 1680−1620cmνC=C ∼1680−1620cm-1 990cmγ-CH= ∼990cm-1 =CH2 ∼910cm-1 910cmγ=CH2 用相关峰鉴定基团的存在是个较重要的原则 3. 特征区 4000−1350cm-1 4000−1350cm1350− 400cm4. 指纹区 1350− 400cm-1 高频区 光谱与基团的对应关系强 低频区 光谱与基团不能一一对应 其价值在于表示整个分子的特征