红外谱图分析

6 醚
醚的红外特征吸收带是C-O-C键的不对 称伸缩振动： 脂肪醚 1150～1060cm-1（s） 芳香醚 1275～1210cm-1（s） 乙烯基醚 1225～1200cm-1（s） 在这一区域附近，醇、醛、酮、酯和内 酯等均有红外吸收。因此，在红外光谱中只 有不存在羟基和羰基的其它特征峰，而在此 区域有吸收峰时，才说明被测分子中有醚基 存在。
（2）叁键和累积双键区： 2500-1900cm-1。
主要包括炔键-C≡C-，腈键 -C≡N、丙二烯基-C=C=C-、烯酮基C=C=O、异氰酸酯基 -N=C=O等的反对称伸缩振动。
（3）双键伸缩振动区：
1900-1200cm-1。 主要包括C=C，C=O，C=N， -NO2等的伸缩振动，芳环的骨架振动 （skeletal vibration）等。
7.7 酰胺
甲酰胺的红外谱图 1－NH伸缩振动；2－C＝O伸缩振动(I带) 3－NH(II带)
酰胺的红外谱图有3个主要的特征峰： （1）酰胺的NH伸缩振动在3000cm-1以上的高频区: 伯酰胺的NH伸缩振动是不对称和对称振动的双峰 （m）。在稀溶液中在3500cm-1和3400cm-1附近；在液 态或固态时，分子间缔合使其移动到3350cm-1和3180cm1附近。 仲酰胺的NHale Waihona Puke Baidu伸缩振动为单峰，在稀溶液中3460 ～ 3400cm-1间为一个峰。由于C－N的部分双键性质引起顺 式和反式2种异构体，使其分裂为很靠近的双峰（高分 辨率仪器）。液态或固态时，峰在3300cm-1间处。 叔酰胺无此峰，可辨别伯、仲、叔酰胺。
4 芳烃
1—芳环的CH；2—芳环的C＝C 3—芳环的面外=CH； 4—芳香醚的不对称C－O－C
芳烃的红外光谱主要有三个特征吸收带： （1）芳环上的C-H键的伸缩振动频率在 3100～3000cm-1。 （2）芳环的骨架振动频率σC=C一般有四个谱 带：1600、1585、1500、1450cm-1附近。其 中1600和1500cm-1是芳环的特征吸收带，其 强度后者比前者强。 （3）芳环上的面外弯曲振动σ＝CH（即取代）
7 羰基化合物
羰基伸缩振动频率（ cm-1 ） 酸酐 1820 1760 酰卤 1800 酯 1740 醛 1730 酮 1715 羧酸 1700 酰胺 1690
7.1 醛
正丁醛的红外光谱(液膜，0.025mm)
1—醛基中的CH；2 —C＝O
醛基有CHO两个特征吸收峰：
（1）羰基的C＝O伸缩振动在1740～1720cm-1（s）； （2）醛基中的CH伸缩振动基频与CH弯曲振动的倍 频发生费米共振，在2820和2720cm-1出现2个窄的中 等强度的吸收峰，高波数的吸收峰常被饱和次甲基的 CH伸缩振动吸收峰覆盖，因此常常只观察到2720cm1的吸收峰。这是鉴定醛基的依据。
7.6 酰卤
苯甲酰氯的红外光谱 1－C＝O伸缩振动； 2－2×871cm-1因费米共振强度增加； 3 － C－ C
酰卤中由于卤原子与羰基相连，C＝O伸 缩振动移至1800cm-1附近。 在芳香酰卤中，由于875cm-1附近的C－ C伸缩振动的倍频与羰基伸缩振动发生费米共 振，所以羰基吸收范围内出现双峰，通常高 频率较强。
（2）C=C的伸缩振动频率在1680～1620cm-1：
基团 R-CH=CH2 R2CH=CH2 (顺)RCH=CHR
伸缩振动频率 （cm-1） 1645
1655 1660
强度 中强
↓
↓ ↓ 弱
(反) RCH=CHR
三取代或四取代物
1675
1670
（3）烯烃不饱和碳原子上的C－H面外弯曲振 动在1000 ～650cm-1，对结构敏感： 一取代双键（RCH＝CH2） 995 ～985cm-1（m）， 915 ～905cm-1（s） 倍频 1860 ～1790cm-1 α，α－二取代（RR’C＝CH2） 895 ～885cm-1（s）， 倍频1860 ～1750cm-1 反式二取代（－CH＝CH－） 980～960cm-1（s） 顺式二取代（－CH＝CH－） 730～665cm-1（s） 三取代（ RR’C＝CHR”） 850～790cm-1（m）
（2）醇和酚的C－O伸缩振动频率在1260～ 1000cm-1（s）。因OH连接的碳原子类型不 同： 伯醇： 1050cm-1左右 仲醇： 1100cm-1左右 叔醇： 1150cm-1左右 酚： 1200cm-1左右 （3）醇的O-H键面内弯曲振动频率在1420～ 1330cm-1（同CH2或CH面外弯曲振动频率 区）。酚的面外弯曲振动频率在1350cm-1左 右，较宽，强度低于C－O伸缩振动频率吸收 带。
苯 670cm-1（s） 一元取代 770～730cm-1（s）， 710 ～690cm-1（s） 二元取代（邻位） 770～735cm-1（s） 二元取代（间位） 900～860cm-1（m）， 810 ～750cm-1（s） 725～680cm-1（m） 二元取代（对位） 860～800cm-1（s）
（3）羧酸二缔合态的OH面外弯曲振动频率在955～ 915cm-1，为一个宽而不强的吸收峰，常在羧酸的鉴定 中作参考。 （4）羧酸盐中，羧酸根负离子COO－的2个CO是均等 的，其不对称和对称伸缩振动频率分别在1610～ 1550cm-1（S）和1420～1300cm-1（m）。
7.4 酯
在酯基中（COOC），C＝O及C－O－C伸缩 振动吸收是红外光谱中酯类的2个特征吸收峰： （1）绝大多数饱和羧酸酯的C＝O伸缩振动都位于 1740cm-1附近； （2）酯基中的C－O－C伸缩振动在1300～1000cm-1 有2个吸收峰，常为酯类化合物的最强吸收峰。其中 C－O－C不对称伸缩振动在1300～1150cm-1（S）， 对称伸缩振动在1140～1000cm-1（w），是鉴定酯 类的重要依据。 （3）在酯类中，有时可在3450cm-1附近看到C＝O 的倍频吸收峰。
7.5 酸酐
乙酸酐的红外光谱图 C＝O伸缩振动1828、1750 cm-1； C－O－C伸缩振动1125 cm-1
酸酐的C＝O及C－O－C伸缩振动吸收是红外 光谱中酯类的2个特征吸收峰： （1）酸酐的C＝O伸缩振动由于分子中的2个羰基伸 缩振动偶合，在1860～1800cm-1和1800～1750cm-1 间出现2个吸收峰，分别是羰基的不对称和对称伸缩 振动，相距60cm-1左右。开链酸酐，高频率比低频 率略强；环状酸酐，低频率比高频率略强。这是酸 酐类化合物的特征谱带。 （2）酸酐的C－O－C伸缩振动为强而宽的吸收峰， 开链酸酐在1170～1050cm-1，而环状酸酐在1310～ 1200cm-1。
（2）酰胺的C＝O键伸缩振动吸收峰常称为 为I带，略低于相应的酮： 伯酰胺在1690cm-1附近； 仲酰胺在1680cm-1附近； 叔酰胺在1670 ～1630cm-1。缔合态时， 三者都在1650cm-1附近。
正庚烷的红外光谱(CH3（CH2）5CH3)
（1）C-H键不对称和对称分别在2960cm-1和 2870cm-1附近。一般σ as>σ s。当分子中同 时存在CH3和CH2时， C-H键在3000～ 2800cm-1附近间一般有4个吸收峰。
（2） C-H键不对称和对称弯曲振动分别在 1470cm-1和1380cm-1附近。 a 孤立CH3在1380cm-1附近出现单峰， CH3越多，峰强越强； b 偕二甲基（=C（CH3）2）的2个CH3 对称 弯曲振动偶合，裂分为双峰，在1385cm-1和 1375cm-1附近，强度几乎相等。 c 叔丁基（-C（CH3）3）的3个CH3 对称弯 曲振动偶合，裂分为双峰，在1395cm-1和 1370cm-1附近，强度后者是前者的2倍，以此 与（=C（CH3）2）相区别。
红外分谱图分析
红外光谱的特征性，基团频率
红外光谱的最大特点是具有特征性。复杂 分子中存在许多原子基团，各个原子基团（化 学键）在分子被激发后，都会产生特征的振动。
(1)X-H伸缩振动区：
4000-2500cm-1。 X可以是O,H,C和S原子。在这个区域内 主要包括O-H，N-H,C-H 和S-H键伸缩 振动，通常又称为“氢键区”。
（4）X-Y伸缩振动及X-H变形振动区 （单键区）（含指纹区）：
<1650cm-1。
这个区域的光谱比较复杂，主要包括CH，N-H变形振动，C-O，C-X（卤素） 等伸缩振动，以及C-C单键骨架振动等。
1 烷烃
烷烃化合物含有CH3、CH2和CH等基 团，其红外吸收带主要由C—H键和C—C键 的振动引起。见下图。
三元取代（1，3，5 取代） 860～810cm-1（m）， 735 ～675cm-1（s） 三元取代（1，2，3 取代） 780～760cm-1（m）， 725 ～680cm-1（s） 三元取代（1，2，4 取代） 885～870cm-1（m）， 825 ～805cm-1（s） 四、五元取代 900～800cm-1（s）
d 当CH3与杂原子相连时，1380cm-1附近峰 由于诱导效应发生位移，相邻基团的电负性越大， 1380cm-1峰越向高波数移动。
-O-CH3 =N-CH3 ≡C-CH3 ≡Si-CH3 ～1440cm-1 ～1426cm-1 ～1380cm-1 ～1255cm-1
（3）亚甲基CH2的平面摇摆振动。当分子中 含有-（ CH2 ）n-(n≥4)时，在725cm-1有峰， 并随着n的减少，逐渐向高波数移动。 （4） CH3和CH2的区别在于： CH3在 1380cm-1附近有吸收峰，而CH2没有。 （5）C-C键的骨架振动在1250～800cm-1附 近，因特征性不强，用处不大。
σ＝CH在2000〜 1650cm-1范围 出现的泛频吸 收（有机物结 构中无羰基＝ CO）
5 醇、酚
α-辛醇的红外光谱(液膜0.025mm)
乙醇在不同浓度CCl4中的红外谱图
醇和酚的O-H键及C-O键的伸缩振动 吸收在红外光谱中是鉴定它们的特征频带：
（1）醇和酚通常以二缔合或多缔合态存在。缔 和态的OH伸缩振动频率在3550～3200cm-1，谱 带强而宽。若为二缔合态，吸收带的中心在 3500cm-1附近，多缔合态一般在3320cm-1附近。 游离态σOH在3650～3590cm-1，谱带尖锐，强 度中等。 结晶水的σOH也在3600～3000cm-1，但一般强 度低而且峰窄。水峰同时在1670～1600cm-1附近 出现H-O-H的弯曲振动峰，以示区别。
3 炔烃
1－辛炔的红外光谱
一元取代炔烃的红外吸收光谱有三个特 征吸收带： （1）炔烃的σ≡CH在3300cm-1附近，峰形 尖锐，容易识别。 （2）炔烃的σC≡C在2140～2100cm-1，一 般强度较弱。炔烃的烷基二取代物中， σC≡C在2260～2190cm-1，由于分子的偶极 矩变化小，一般难以观察到。 （3）炔烃的面外C≡C在700～600cm-1， 吸收带强而较宽。
2 烯烃
（1）烯烃不饱和C原子上的C-H伸缩振动在 3100～3000cm-1，强度中等，峰形较尖锐。末 端烯烃（RCH=CH2、R1R2C=CH2）的σ=CH 的吸收频率较高，在3095～3075cm-1有强峰， 而其它取代乙烯的σ=CH在3040～3000cm-1。 小环烷烃、环氧及环氮化合物，环上的 C-H键的伸缩振动频率也在3000cm-1以上。
7.2 酮
酮类的羰基伸缩振动吸收带是其唯一的特征吸收带。
3,3－二甲基－2－丁酮的红外光谱
7.3 羧酸和羧酸盐
1－羧酸二缔合态的OH伸缩振动； 2－C＝O的伸缩振动； 3－羧酸二缔合态的OH面外摇摆
在羧酸中，羧基COOH的O－H键伸缩振动、C一O 键伸缩振动以及O－H键弯曲振动噘收是红外光谱中 识别羧酸的主要特征峰： （1）羧酸通常以而缔合态存在。缔合态的OH伸缩 振动频率在3200～2500cm-1，峰较强，峰形宽而散。 这个谱带在2700～2500cm-1之间通常出现几个连续 小峰，很特征。在稀溶液或非极性溶剂中羧酸为游 离态， OH伸缩振动频率在3550cm-1附近，为强吸 收峰。 （2）羧酸的C＝O伸缩振动频率缔合时在1725～ 1700cm-1，游离态在1760cm-1附近。