第三节1 红外光谱解析

第三节红外光谱解析一、红外光谱信息区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——基团特征频率（特征峰）；例：28003000cm-1—CH3特征峰；16001850cm-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—1715cm-1酮—CH2—CO—O—1735cm-1酯—CH2—CO—NH—1680cm-1酰胺红外光谱信息区常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000670cm-1依据基团的振动形式，分为四个区：(1)40002500cm-1X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S）(2)25001900cm-1三键，累积双键伸缩振动区(3)19001200cm-1双键伸缩振动区(4)1200670cm-1X—Y伸缩，X—H变形振动区二、分子结构与吸收峰molecularstructureandabsorptionpeaks1．X—H伸缩振动区（40002500cm-1）（1）—O—H36503200cm-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。注意区分—NH伸缩振动：35003100cm-1（3）不饱和碳原子上的=C—H（C—H）苯环上的C—H3030cm-1=C—H30102260cm-1C—H3300cm-1（2）饱和碳原子上的—C—H3000cm-1以上—CH32960cm-1反对称伸缩振动2870cm-1对称伸缩振动—CH2—2930cm-1反对称伸缩振动2850cm-1对称伸缩振动—C—H2890cm-1弱吸收3000cm-1以下2．叁键（CC）伸缩振动区（25001900cm-1）在该区域出现的峰较少；（1）RCCH（21002140cm-1）RCCR’（21902260cm-1）R=R’时，无红外活性（2）RCN（21002140cm-1）非共轭22402260cm-1共轭22202230cm-1仅含C、H、N时：峰较强、尖锐；有O原子存在时；O越靠近CN，峰越弱；3．双键伸缩振动区（19001200cm-1）（1）RC=CR’16201680cm-1强度弱，R=R’（对称）时，无红外活性。（2）单核芳烃的C=C键伸缩振动（16261650cm-1）苯衍生物的C=C苯衍生物在16502000cm-1出现C-H和C=C键的面内变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。20001600（3）C=O（18501600cm-1）碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。饱和醛(酮)1740-1720cm-1；强、尖；不饱和向低波移动；醛，酮的区分？酸酐的C=O双吸收峰：1820～1750cm-1，两个羰基振动偶合裂分；线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强；环形结构：低波数峰强；羧酸的C=O1820～1750cm-1，氢键，二分子缔合体；4.X—Y，X—H变形振动区1650cm-1指纹区(1350650cm-1),较复杂。C-H，N-H的变形振动；C-O，C-X的伸缩振动；C-C骨架振动等。精细结构的区分。顺、反结构区分；基团吸收带数据基团吸收带数据Ｏ－Ｈ３６３０Ｎ－Ｈ３３５０Ｐ－Ｈ２４００Ｓ－Ｈ２５７０　　　Ｃ－Ｈ３３３０　　　Ａr－Ｈ３０６０　　　＝Ｃ－Ｈ３０２０－ＣＨ３２９６０，２８７０　ＣＨ２２９２６，２８５３－ＣＨ２８９０　　　ＣＣ２０５０　　　ＣＮ２２４０Ｒ２Ｃ＝Ｏ１７１５ＲＨＣ＝Ｏ１７２５Ｃ＝Ｃ１６５０Ｃ－Ｏ１１００Ｃ－Ｎ１０００Ｃ－Ｃ９００Ｃ－Ｃ－Ｃ＜５００Ｃ－Ｎ－Ｏ５００Ｈ－Ｃ＝Ｃ－Ｈ９６０（反）Ｒ－Ａr－Ｈ６５０－９００　活泼氢　不饱和氢　饱和氢　三键　双键　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　伸缩振动　变形振动　　　　　含氢化学键　　　　特征吸收带（伸缩振动）　　　　　　　　指纹吸收带　　　　伸缩振动　　　　变形振动Ｈ－Ｃ－Ｈ１４５０常见基团的红外吸收带特征区指纹区500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HCNC=NS-HP-HN-ON-NC-FC-XO-HO-H（氢键）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HCCC=C三、红外谱图解析analysisofinfraredspectrograph1．烷烃（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H)-（CH2）n-nδas1460cm-1δs1380cm-1CH3CH2δs1465cm-1CH2r720cm-1（水平摇摆）重叠CH2对称伸缩2853cm-1±10CH3对称伸缩2872cm-1±10CH2不对称伸缩2926cm-1±10CH3不对称伸缩2962cm-1±103000cm-1HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3CH3δsC—C骨架振动1:11155cm-11170cm-1CCH3CH31391-1381cm-11368-1366cm-14:51195cm-1CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21250cm-1a)由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。b)C—C骨架振动明显c)CH2面外变形振动—(CH2)n—，证明长碳链的存在。n=1770~785cm-1（中）n=2740~750cm-1（中）n=3730~740cm-1（中）n≥722cm-1（中强）d)CH2和CH3的相对含量也可以由1460cm-1和1380cm-1的峰强度估算强度cm-1150014001300正二十八烷cm-1150014001300正十二烷cm-1150014001300正庚烷2.烯烃，炔烃HCCHCCCC伸缩振动CH变形振动a)C-H伸缩振动(3000cm-1)HCCHHCHCCH2H3080cm-13030cm-13080cm-13030cm-13300cm-1υ（C-H）3080-3030cm-12900-2800cm-13000cm-1b)C=C伸缩振动(1680-1630cm-1)1660cm-1分界线CCR1HHR2CCR1R2R3HCCR1R2R3R4υ（C=C）反式烯三取代烯四取代烯1680-1665cm-1弱，尖CCR1HHR2CCR1HHHCCR1R2HH顺式烯乙烯基烯亚乙烯基烯1660-1630cm-1中强，尖ⅰ分界线1660cm-1ⅱ顺强，反弱ⅲ四取代（不与O，N等相连）无υ（C=C）峰ⅳ端烯的强度强ⅴ共轭使υ（C=C）下降20-30cm-1CCRHCCR2R1CCCCυυ2140-2100cm-1（弱）2260-2190cm-1（弱）总结c)C-H变形振动(1000-700cm-1)面内变形（=C-H）1400-1420cm-1（弱）面外变形（=C-H）1000-700cm-1（有价值）CCCCR1HHR2CCR1R2R3HCCR1R2R3R4RH（=C-H）970cm-1（强）790-840cm-1（820cm-1）610-700cm-1（强）2：1375-1225cm-1（弱）CCR1HHR2CCR1HHHCCR1R2HHCCR2R1（=C-H）800-650cm-1（690cm-1）990cm-1910cm-1（强）2：1850-1780cm-1890cm-1（强）2：1800-1780cm-1谱图对比烯烃顺反异构体3.醇（—OH）O—H，C—Oa)-OH伸缩振动(3600cm-1)b)碳氧伸缩振动(1100cm-1)CCαCCα′Cα″OHCCβ游离醇，酚伯-OH3640cm-1仲-OH3630cm-1叔-OH3620cm-1酚-OH3610cm-1υ（—OH）υ（C-O）1050cm-11100cm-11150cm-11200cm-1α支化：-15cm-1α不饱和：-30cm-1—OH基团特性双分子缔合（二聚体）3550-3450cm-1多分子缔合（多聚体）3400-3200cm-1分子内氢键：分子间氢键：多元醇（如1，2-二醇）3600-3500cm-1螯合键（和C=O，NO2等）3200-3500cm-1多分子缔合（多聚体）3400-3200cm-1分子间氢键随浓度而变，而分子内氢键不随浓度而变。水（溶液）3710cm-1水（固体）3300cm-1结晶水3600-3450cm-13515cm-10．01M0．1M0．25M1．0M3640cm-13350cm-1乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图2950cm-12895cm-1脂族和环的C-O-Cυas1150-1070cm-1芳族和乙烯基的=C-O-Cυas1275-1200cm-1（1250cm-1）υs1075-1020cm-14.醚（C—O—C）脂族R-OCH3υs(CH3)2830-2815cm-1芳族Ar-OCH3υs(CH3)~2850cm-15．醛、酮醛6．羧酸及其衍生物羧酸的红外光谱图酰胺的红外光谱图不同酰胺吸收峰数据谱带类型谱带名称游离缔合υ（N-H）3500cm-13400cm-13350-3100几个峰υ（C=O）酰胺Ⅰ谱带1690cm-11650cm-1δ（N-H）（面内）酰胺Ⅱ谱带1600cm-11640cm-1υ（Ｃ－Ｎ）酰胺Ⅲ谱带1400cm-1伯酰胺δ（N-H）（面外）酰胺Ⅳ谱带700cm-1υ（N-H）3440cm-13330cm-13070cm-1δ（N-H）（面内）倍频υ（C=O）酰胺Ⅰ谱带1680cm-1655cm-δ（N-H）（面内）酰胺Ⅱ谱带1530cm-1550cm-υ（Ｃ－Ｎ）酰胺Ⅲ谱带1260cm-1290cm-δ（N-H）（面外）酰胺Ⅳ谱带700cm-1仲酰胺δ(OCN)酰胺Ⅴ谱带650cm-1υ（C=O）1650cm-11650cm-1叔酰胺υ（Ｃ－Ｎ）1180-1060cm-1酸酐和酰氯的红外光谱图氰基化合物的红外光谱图υC≡N=2275-2220cm-1硝基化合物的红外光谱图υAS（N=O）=1565-1545cm-1υS（N=O）=1385-1350cm-1脂肪族芳香族υS（N=O）=1365-1290cm-1υAS（N=O）=1550-1500cm-1