各类化合物红外光谱特征

各类化合物的红外光谱特征

有机化合物的数目非常大，但组成有机化合物的常见元素只有10种左右，组成有机化合物的结构单元即称为基团的原子组合数目约有几十种。根据上述讨论，基团的振动频率主要取决于组成基团原子质量（即原子种类）和化学键力常数（即化学键的种类）。一般来说，组成分子的各种基团如C-H、C-N 、C=C、C=O 、C-X等都有特定的红外吸收区域（特征吸收峰），根据特征吸收峰可以推断物质的结构。所以，有必要对各类有机化合物的光谱特征加以总结。

一、烷烃

1. νC-H 3000~2840 C-H伸缩振动频率

2. δC-H 1460 和1380 C-H弯曲振动频率

3.C-C 1250-800

当化合物具有四个以上邻接的CH2基团时，几乎总是在（715-725，通常在720cm-1处）有谱带（CH2以内摇摆），它在鉴别上是有用的。

二、烯烃

1. ν＝C-H 3010-3100

2.νC=C1680-1600

3. δC-H1000-700

三、炔烃

1. ν≡C-H 3300-3250 峰形较窄，易于OH和NH区别开。

2. δ≡C-H 900-610 宽的谱带

3. ν C≡C2140-2100 一元取代炔烃RC≡CH|| 2260-2190 二元取代炔烃

四、芳香烃

1.νC-H 3080-3010

2.νC-C 1650-1450 2～4个吸收峰

3. 面外弯曲振动(g=C-H ) 900-650

五、醇和酚羟基化合物

1. νO-H 3700-3500（游离的醇和酚，峰尖、强）|| 3500-3200（缔和的羟基，峰形强而宽）

2. δO-H 1500~1300

3. νC-O 1250~1000

六、醚

1.脂肪醚1150-1060

2.芳香醚1270 ~ 1230（为Ar-O 伸缩）1050 ~ 1000 cm-1（为R-O 伸缩）

3.乙烯醚：1225-1200

5、在环氧乙烷类中有三条特征谱带可作为这种基团的存在的标志：

1280-1240 环的不对称伸缩振动|| 950-810cm-1 环的对称伸缩振动|| 840-750cm-1

七、羰基化合物（包括醛、酮、羧酸、酯、酸酐和酰胺等）

1.酮1725-1705

2.醛1740-1720 2820-2720出现两个强度相等的吸收峰

3.羧酸

（1）νO-H 3200-2500（液体及固体羧酸）|| 3550（在气相或极稀的非极性溶剂溶液中）

（2）nC=O 1730-1700

（2）νC-O 1250附近（强峰）

（3）δO-H 1400cm-1和920cm-1区域有两个强而宽的吸收峰

（4）羧酸盐1580cm-1 和1400cm-1 之间的两个谱带

4.酯

(1) νC=O1750-1735

(2) νC-O-C 1330-1030

5.酸酐

（1）n C=O 在1860-1800cm-1和1800-1750cm-1出现两个强的吸收峰

(2) n C-O-C 开链的在1180-1045cm-1，而环状酸酐在1310-1200cm-1

6.酰胺: 兼有胺和羰基化合物的特点

（1)νN-H

稀溶液中伯酰胺出现两个中等强度的峰，分别在3500cm-1和3400cm-1附近，浓溶液和固体中由于有氢键发生，将移向3350-3180cm-1低频区

仲酰胺在很稀溶液中，在3460-3420cm-1处只出现一个谱带，浓溶液中或固体中缔和体出现在3330cm-1

(3)δN-H弯曲振动(酰胺II带）

伯酰胺游离态在1600cm-1处，缔合态在1650-1620处,

仲酰胺游离态在1550-1510处；缔和体在1570-1515处

（4）酰胺还有C-N吸收带（酰胺III带），它们的吸收位置如下：

伯酰胺1420-1400cm-1（中）；仲酰胺1305-1200cm-1（中）

叔酰胺700-620cm-1（中）

八、胺和胺盐

1.胺：胺有三个特征吸收带即：nNH、δ N-H和nC-N吸收带

（1）nNH 3550-3250

（2）δ N-H 1650-1540

2.铵盐

伯胺和仲胺的νNH νNH3+ 伯胺盐在3000-2800cm-1之间出现强和宽的吸收带

伯胺盐的δNH3+出现在1600-1575cm-1和1550-1504cm-1处两个吸收带

仲胺盐的νNH2+ 出现在2700-2250cm-1 区域；δ NH2+ 出现在1620-1560cm-1区域

叔胺盐的νNH+ 在2700-2250cm-1 区域出现一个强的宽带或一组较尖的谱带。

九、硝基化合物

νＮＯ２别在1650-1500cm－１和1370-1250cm-1

脂肪族硝基化和物的两个峰分别在1565-1545cm-1 ；1380-1350cm-1

芳香族硝基化和物νas（NO2）1525±15cm-1 ；νs（NO2）1345±cm-1，芳香硝基化和物在870cm-1附近

十、腈类-C≡N

饱和脂肪腈在2260-2240 cm－１有尖而强的ν-C≡N伸缩振动吸收带

当与不饱和键和芳环共轭时，该带位移到2240-2220 cm－１区间，且强度增加

十一、其它各类化合物

1.有机卤化合物：

2.有机硫化合物

3.有机磷化合物

4.有机硅化合物：

一、谱图解析的一般步骤

1、根据分子式，计算不饱和度：f = 1 + n4 + 1/2 ( n3 – n1)

通过计算不饱和度估计分子结构式中是否有双键、三键或芳香环等，并可验证光谱解析是否合理

2、根据未知物的红外光谱图找出主要的强吸收峰。按照由简单到复杂的顺序，习惯上将红外区分为五个区域来分析：（1）4000~2500cm-1. 这是X-H(x包括 C、 N、 O、 S等）伸缩振动区，主要的吸收基团有羟基、胺基、烃基等。（2）2500~2000cm-1. 为叁键和累积双键（-C≡C-、 -C≡N-、 -C＝C＝C-、 -N＝C＝O-、 -N＝C＝S-等）的伸缩振动区。

（3） 2000~1500cm-1. 为双键伸缩振动区，主要有羰基（C=O)吸收、碳碳双键（C=C)吸收、苯环的骨架振动及C=N N=O 等基团的吸收。

（4） 2000~1500cm-1，为C-H的弯曲振动吸收峰。

（5）1300~400cm-1. 这个区域中有单键的伸缩振动频率、分子的骨架振动频率及反映取代类型的苯环和烯烃面外弯曲振动频率等吸收。

在解析图谱时，可先从4000-1500cm-1的官能团入手，找出该化合物存在的官能团，然后有的放矢到指纹区找这些基团的吸收峰。例如：如果样品的光谱在1740cm-1出现强的吸收时，表示有酯羰基存在，接着从指纹区的1300-1050cm-1有酯的Ｃ－Ｏ伸缩振动强吸收，酯的官能团就进一步得到肯定。另外，指纹区的一些谱带也能提拱很有用的信息。例如在900-650cm-1区，就可以确定（CH2）4的存在，双键取代程度、芳环取代位置等。

二、解析图谱应注意几点：

１、解析时应兼顾红外光谱的三要素，即峰位、强度和峰形