红外图谱分析方法大全

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红外光谱图解析一、分析红外谱图(1)首先依据谱图推出化合物碳架类型,根据分子式计算不饱和度。公式:不饱和度=F+1+(T-O)/2其中:F:化合价为4价的原子个数(主要是C原子);T:化合价为3价的原子个数(主要是N原子);O:化合价为1价的原子个数(主要是H原子)。F、T、O分别是英文4,31的首字母,这样记起来就不会忘了举个例子:例如苯(C6H6),不饱和度=6+1+(0-6)/2=4,3个双键加一个环,正好为4个不饱和度。(2)分析3300~2800cm^-1区域C-H伸缩振动吸收,以3000cm^-1为界,高于3000cm^-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收,有可能为烯、炔、芳香化合物吗,而低于3000cm^-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。(3)若在稍高于3000cm^-1有吸收,则应在2250~1450cm^-1频区,分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰,其中:炔—2200~2100cm^-1烯—1680~1640cm^-1芳环—1600、1580、1500、1450cm^-1若已确定为烯或芳香化合物,则应进一步解析指纹区,即1000~650cm^-1的频区,以确定取代基个数和位置(顺反,邻、间、对)。(4)碳骨架类型确定后,再依据其他官能团,如C=O,O-H,C-N等特征吸收来判定化合物的官能团。(5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来,以准确判定官能团的存在,如2820、2720和1750~1700cm^-1的三个峰,说明醛基的存在。解析的过程基本就是这样吧,至于制样以及红外谱图软件的使用,一般的有机实验书上都有比较详细的介绍的。二、记住常见常用的健值1.烷烃3000-2850cm-1C-H伸缩振动1465-1340cm-1C-H弯曲振动一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下,接近3000cm-1的频率吸收。2.烯烃3100~3010cm-1烯烃C-H伸缩1675~1640cm-1C=C伸缩烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675cm^1)。3.炔烃2250~2100cm-1C≡C伸缩振动3300cm-1附近炔烃C-H伸缩振动4.芳烃3100~3000cm-1芳环上C-H伸缩振动1600~1450cm-1C=C骨架振动880~680cm-1C-H面外弯曲振动)芳香化合物重要特征:一般在1600,1580,1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。880~680cm-1,C-H面外弯曲振动吸收,依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化,在芳香化合物红外谱图分析中,常常用此频区的吸收判别异构体。5.醇和酚主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收。3650~3600cm-1自由羟基O-H的伸缩振动,为尖锐的吸收峰3500~3200cm-1分子间氢键O-H伸缩振动,为宽的吸收峰1300~1000cm-1C-O伸缩振动769-659cm-1O-H面外弯曲6.醚1300~1000cm-1伸缩振动(特征吸收)1150~1060cm-1一个强的吸收峰——脂肪醚1270~1230cm-1(为Ar-O伸缩);1050~1000cm-1(为R-O伸缩)——芳香醚的两个C-O伸缩振动吸收7.醛和酮1750~1700cm-1醛基C=O伸缩(特征吸收)——醛2820,2720cm-1醛基C-H伸缩——醛1715cm-1(强峰)酮基C=O伸缩振动——脂肪酮,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低8.羧酸3300~2500cm-1(宽&强)O-H伸缩吸收1720~1706cm-1C=O吸收1320~1210cm-1C-O伸缩920cm-1成键的O-H键的面外弯曲振动——羧酸二聚体9.酯1750~1735cm-1饱和脂肪族酯(除甲酸酯外)的C=O吸收谱带1210~1163cm-1饱和酯C-C(=O)-O谱带(为强吸收)10.胺:3500~3100cm-1N-H伸缩振动吸收1350~1000cm-1C-N伸缩振动吸收,N-H变形振动相当于CH2的剪式振动方式,其吸收带在1640~1560cm-1面外弯曲振动在900~650cm-1。11.腈;腈类的光谱特征三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收。2260-2240cm-1脂肪族腈2240-2222cm-1芳香族腈12.酰胺3500-3100cm-1N-H伸缩振动1680-1630cm-1C=O伸缩振动1655-1590cm-1N-H弯曲振动1420-1400cm-1C-N伸缩13.有机卤化物C-X伸缩,脂肪族1400-730cm-1:C-F;850-550cm-1:C-Cl;690-515cm-1:C-Br;600-500cm-1:C-ICharacteristicInfraredAbsorptionFrequencies(特征红外吸收频率)BondCompoundTypeFrequencyrange/cm-1C-HAlkanes2960-2850(s)stretch1470-1350(v)scissoringandbendingCH3UmbrellaDeformation1380(m-w)-Doublet-isopropyl,t-butylC-HAlkenes3080-3020(m)stretch1000-675(s)bendC-HAromaticRings3100-3000(m)stretchPhenylRingSubstitutionBands870-675(s)bendPhenylRingSubstitutionOvertones2000-1600(w)-fingerprintregionC-HAlkynes3333-3267(s)stretch700-610(b)bendC=CAlkenes1680-1640(m,w)stretchC≡CAlkynes2260-2100(w,sh)stretchC=CAromaticRings1600,1500(w)stretchC-OAlcohols,Ethers,Carboxylicacids,Esters1260-1000(s)stretchC=OAldehydes,Ketones,Carboxylicacids,Esters1760-1670(s)stretchO-HMonomeric--Alcohols,Phenols3640-3160(s,br)stretchHydrogen-bonded--Alcohols,Phenols3600-3200(b)stretchCarboxylicacids3000-2500(b)stretchN-HAmines3500-3300(m)stretch1650-1580(m)bendC-NAmines1340-1020(m)stretchC≡NNitriles2260-2220(v)stretchNO2NitroCompounds1660-1500(s)asymmetricalstretch1390-1260(s)symmetricalstretch如何解析红外光谱图一、预备知识(1)根据分子式计算不饱和度公式:不饱和度Ω=n4+1+(n3-n1)/2其中:n4:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),n3:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),n1:化合价为1价的原子个数(主要是H,X原子)(2)分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000cm-1为界:高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收,有可能为烯,炔,芳香化合物;而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收;(3)若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在2250~1450cm-1频区,分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰,其中炔2200~2100cm-1,烯1680~1640cm-1芳环1600,1580,1500,1450cm-1若已确定为烯或芳香化合物,则应进一步解析指纹区,即1000~650cm-1的频区,以确定取代基个数和位置(顺、反,邻、间、对);(4)碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收,判定化合物的官能团;(5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来,以准确判定官能团的存在,如2820,2720和1750~1700cm-1的三个峰,说明醛基的存在。二、熟记健值1.烷烃:C-H伸缩振动(3000-2850cm-1)C-H弯曲振动(1465-1340cm-1)一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下,接近3000cm-1的频率吸收。2.烯烃:烯烃C-H伸缩(3100~3010cm-1),C=C伸缩(1675~1640cm-1),烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675cm-1)。3.炔烃:炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近),三键伸缩振动(2250~2100cm-1)。4.芳烃:芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1,C=C骨架振动1600~1450cm-1,C-H面外弯曲振动880~680cm-1。芳烃重要特征:在1600,1580,1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。C-H面外弯曲振动吸收880~680cm-1,依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化,在芳香化合物红外谱图分析中,常用判别异构体。5.醇和酚:主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收,自由羟基O-H的伸缩振动:3650~3600cm-1,为尖锐的吸收峰,分子间氢键O-H伸缩振动:3500~3200cm-1,为宽的吸收峰;C-O伸缩振动:1300~1000cm-1,O-H面外弯曲:769-659cm-16.醚特征吸收:1300~1000cm-1的伸缩振动,脂肪醚:1150~1060cm-1一个强的吸收峰芳香醚:1270~1230cm-1(为Ar-O伸缩),1050~1000cm-1(为R-O伸缩)7.醛和酮:醛的特征吸收:1750~1700cm-1(C=O伸缩),2820,2720cm-1(醛基C-H伸缩)脂肪酮:1715cm-1,强的C=O伸缩振动吸收,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低8.羧酸:羧酸二聚体:3300~2500cm-1宽而强的O-H伸缩吸收1720~1706cm-1C=O伸缩吸收1320~1210cm-1C-O伸缩吸收,920cm-1成键的O-H键的面外弯曲振动9.酯:饱和脂肪酸酯(除甲酸酯外)的C=O吸收谱带:1750~1735cm-1区域饱和酯C-O谱带:1210~1163cm-1区域为强吸收10.胺:N-H伸缩振动吸收3500~3100cm-1;C-N伸缩振动吸收1350~1000cm-1;N-H变形振动相当于CH2的剪式振动吸收:1640~1560cm-1;面外弯曲振动吸收900~650cm-1.11.腈:三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收脂肪族腈2260-2240cm-1芳香族腈2240-2222cm-112.酰胺:3500-3100cm-1N-H伸缩振动1680-1630cm-1C=O伸缩振动1655-1590cm-1N-H弯曲振动1420-1400cm-1C-N伸缩13.有机卤化物:脂肪族C-X伸缩:C-F1400-730cm-1,C-Cl850-550cm-1,C-Br690-515cm-1,C-I600-500cm-1三、红外识谱歌红外可分远中近,中红特征指纹区,1300来分界,注意横轴划分异。看图要知红外仪,弄清物态固液气。样品来源制样法,物化性能多联系。识图先学饱和烃,三千以下看峰形。2960、2870是甲基,2930、2850亚甲峰。1470碳氢弯,1380甲基显。二个甲基同一碳,1380分二半。面内摇摆720,长链亚甲亦可辨。烯氢伸展过三千,排除倍频和卤烃。末端烯烃此峰强,只有一氢不明显。化合物,又键偏,~1650会出现。烯氢面外易变形,1000以下有强峰。910端基氢,再有一氢990。顺式二氢690,反式移至970;单氢出峰820,干扰顺式难确定。炔氢伸展三千三,峰强峰形大而尖。三键伸展2200,炔氢摇摆680。芳烃呼吸很特别,1600~1430,1650~2000,取代方式区分明。900~650,面外弯曲定芳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