主要官能团的红外光谱区域范围.doc

主要官能团的红外光谱区域范围相关峰是指一组相互依存，相互佐证的吸收峰。一个基团有数种振动形式，每种红外活性的振动都通常相应给出一个吸收峰。如芳环化合物相关峰有五种振动形式： 、泛频区、 、 和 ，可作为佐证苯环存在的依据。第二节 有机药物的典型红外吸收光谱一、脂肪烃类化合物（一）烷烃类化合物烷烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有碳氢伸缩振动（ ）和面内弯曲振动（ ）吸收峰。1 ：在3000 cm-1 2845 cm-1范围内出现强的多重峰。CH3： 2 970 cm-12 940 cm-1(s)， 2 875 cm-12 865 cm-1 (m)。甲氧基中的甲基，由于氧原子的影响， 一般在2 830 cm-1附近出现尖锐而中等强度的吸收峰。 CH2： 2 932 cm-12 920 cm-1 (s)， 2 855 cm-12 850 cm-1 (s)，环烷烃、与卤素等相连接的CH2 向高频区移动。CH：在2 890 cm-1附近，但通常被CH3和CH2的伸缩振动所掩盖。2 ：面内弯曲振动出现在1 490 cm-11 350 cm-1。CH3： 1 450 cm-1 (m)， 1 380 cm-1 (s)， 峰的出现是化合物中存在甲基的证明。当化合物中存在有CH(CH3)2或C(CH3)3时，由于振动偶合，1380 cm-1峰发生分裂，出现双峰。 CH2： 1 465 cm-1 (m)。3 ： 在有(CH2)n直链结构的化合物中，CH2的面内摇摆（ ）在810 cm-1720 cm-1内变化，n越大， 越小，当n4时，CH2的 在720 cm-1。 （二）烯烃类化合物烯烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有碳氢伸缩振动（ ）、碳碳伸缩振动（ ）和碳氢面外弯曲振动（ ）吸收峰。1 ：出现在3 100 cm-13 010 cm-1范围内，强度都很弱。2 ：非共轭 发生在1 680 cm-11 620 cm-1，强度较弱；共轭 向低频方向移动，发生在1 600 cm-1附近，强度增大。3 ：出现在990 cm-1690 cm-1范围内，强度较强，它可以用来判断双键上的取代个数、取代位置、类型及顺反异构，是烯烃类化合物结构确定最有价值的振动形式（见附录）。 4.在环状烯烃中, 随着环元素的减少，环张力增加, 环外双键振动频率增加；而环内双键振动频率减小，环丁烯达最小，环元素继续减少，振动频率反而增加。（三）炔烃类化合物炔烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 和 吸收峰。1 ：发生在3 360 cm-13 300 cm-1，吸收峰强且尖锐。2 ：发生在2 260 cm-12 100 cm-1区域内; ： 在2 140 cm-12 100 cm-1； ： 在2 260 cm-12 190 cm-1。正辛烷、1辛烯、1辛炔的红外光谱见图2-5二、芳香烃类化合物 芳香族化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 、 、泛频区、 和 。1 ：苯环的=CH伸缩振动通常发生在3 030 cm-1，中等强度。2苯环的骨架振动（ ）：在1 650 cm-11 450 cm-1范围内出现多个吸收，其中1 600 cm-1和1 500 cm-1的两吸收最为重要。未与取代基共轭， 1 600 cm-1和1 500 cm-1；共轭后 除1 600 cm-1和1 500 cm-1外，又出现一个1 580 cm-1吸收。当分子对称时，1 600 cm-1谱峰很弱不易识别。3泛频区：芳香族化合物面外弯曲振动的泛频峰出现在2 000 cm-11 660 cm-1范围内，强度很弱，这一范围内的吸收峰的形状和数目，可以提供芳香族化合物取代类型的重要信息。4 ：出现在1 225 cm-1955 cm-1范围内，特征性较差，不易识别。5 ：芳香环的碳氢面外弯曲振动在900 cm-1650 cm-1范围内出现强的吸收峰，该吸收峰的位置、个数和形状可用来鉴定苯环上取代基个数和类型（见附录）。甲苯、邻氯甲苯、间甲苯胺、对氯甲苯的红外光谱见图2-6图2-6 甲苯、邻氯甲苯、间甲苯胺、对氯甲苯的红外光谱例1 下列化合物的红外光谱有何不同?解：(A)、(B)、（C）主要在900 cm-1650 cm-1区间内的吸收不同，(A) 为邻双取代，四个相邻的H原子相互偶合，在750 cm-1附近出现一强的吸收峰。 (B) 为间双取代，三个相邻的H原子相互偶合，在810 cm-1750 cm-1和725 cm-1680 cm-1区间内出现两个较强的吸收峰，孤立的H在900 cm-1860 cm-1之间有一中等强度的吸收峰。（C）为对双取代，两个相邻的H相互偶合，在860 cm-1800 cm-1区间内出现一强的吸收峰。三、醇和酚、醚类化合物（一）醇和酚类化合物醇类和酚类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 、 和 。：游离的醇或酚 位于3 650 cm-13 600 cm-1范围内，峰形尖锐。形成氢键后， 向低频区移动，在3 500 cm-13 200 cm-1范围内产生一个强的宽峰。：伯醇1 050 cm-1，仲醇 1 100 cm-1，叔醇 1 150 cm-1，酚1 220 cm-1。 可用于区别伯、仲、叔醇以及区别醇或酚。：波数位于1 400 cm-11 200 cm-1区间，与其它峰相互干扰，应用受到限制。图2-7 正己醇、2丁醇、丁醚的红外光谱四、羰基类化合物羰基化合物中 偶极矩变化大，其吸收峰强，是鉴定羰基化合物的特征吸收。不同羰基化合物 吸收波数见表2-3。表2-3 羰基化合物 吸收波数酸酐 酰氯 酸酐 酯 醛 酮 羧酸 酰胺1 810cm-1 1 800cm-1 1 760cm-1 1 735cm-1 1 725cm-1 1 715cm-1 1 710cm-1 1 690cm-1（一）醛类化合物醛类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 、 。非共轭醛的羰基伸缩振动 发生在1725 cm-1附近，共轭时吸收峰向低频方向移动。醛类化合物羰基的CH伸缩振动( )，一般在2 820 cm-1和2 720 cm-1处出现两个强度大致相等的吸收峰，是鉴别醛类化合物的特征吸收。（二）酮类化合物酮类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 。非共轭酮的羰基伸缩振动 发生在1 715 cm-1附近，共轭使吸收峰向低频方向移动。环酮随着环张力的增大，吸收向高频方向移动。如：（三）羧酸及其羧酸盐羧酸类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 、 、 和 。1 ：游离OH的 一般发生在3 550cm-1，峰形尖锐。缔合OH的 ，发生在3 000 cm-12 500 cm-1，峰型宽、钝且强。2 ：游离C=O的 一般发生在1 760 cm-l。 缔合C=O的 ，一般出现在1 725 cm-11 705 cm-1，峰宽且强。发生共轭， 向低频方向移动。3 ：在950 cm-1900 cm-1(920cm-1)区间产生一谱带，强度变化很大。4羧酸盐离子( )有对称的伸缩振动1 400 cm-1和不对称的伸缩振动1 610 cm-1 1550 cm-1，吸收峰都比较强，很特征。（四）酯类化合物酯类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 、 。1 ：非共轭酯 出现在1 740 cm-11 725 cm-1；共轭酯羰基吸收峰向低频方向移动。环内酯由于环张力， 向高波数位移，如：-丁内酯 1 760 cm-1。2 ：位于1 300 cm-11 050 cm-1区间，表现出了 和 ，其中 在1 300 cm-11 150 cm-1，强度大且宽，在酯类化合物结构分析中较为重要。（五）酰胺类化合物酰胺类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 、 、 和 。1 ：伸缩振动在3 500 cm-13 100 cm-1区间。伯酰胺在游离状态时 在3 500 cm-1和3 400 cm-1处出现强度大至相等的双峰，缔合状态时此二峰向低频方向移动，位于3 300 cm-1和3 180 cm-1处。仲酰胺在游离状态时， 在3 500 cm-13 400 cm-1区域内出现一个峰，缔合状态位于3 330 cm-13 060 cm-1内。NH伸缩振动的峰比OH伸缩振动峰弱而尖锐。 2 ：伯酰胺：游离态 在1690 cm-1，缔合态1650 cm-1；仲酰胺：游离态1680 cm-1，缔合态1640 cm-1；叔酰胺：1650 cm-1。3 ：伯酰胺 出现在1 640c m-11 600 cm-1；仲酰胺出现在1 570 cm-11510 cm-1。游离态在高波数区，缔合态在低波数区， 非常特征，可用于区分伯、仲酰胺。4 ：伯酰胺出现在1 400 cm-1，仲酰胺出现在1 300 cm-1，峰很强。（六）酰卤类化合物酰卤类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 、 脂肪酰卤的 位于1 800 cm-1，酰卤的C=O与双键共轭时， 位于1 850 cm-11 765 cm-1。 吸收 在1 250 cm-1910 cm-1区间，峰形较宽。（七）羧酸酐类化合物羧酸酐类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 、 酸酐的的两个羰基由于振动偶合， 在1 860 cm-11 800 cm-1区间（ ）和1 775 cm-1 1740 cm-1区间（ ）出现两个强的吸收峰。苯甲醛、苯乙酮、苯甲酸、苯甲酸甲酯、苯甲酰胺、乙酸酐的红外光谱见图2-8。例2 下列化合物在3 650 cm-11 650 cm-1区间内红外光谱有何不同? 解：(A)、(B)、(C)、（D）在1 735 cm-11 650 cm-1区域内均有强的吸收。(A)在3 000 cm-1 2 500 cm-1区间内应有一胖而强的OH伸缩振动峰。(B) 在2 820 cm-1和2 720 cm-1有两个中等强度的吸收峰。(D) 在3 300 cm-1和3 180 cm-1有两个强度几乎相等的双峰。(C) 除1 715 cm-1羰基峰外，无特征峰。 图2-8 苯甲醛、苯乙酮、苯甲酸、苯甲酸甲酯、苯甲酰胺、乙酸酐的红外光谱 五、含氮有机化合物（一）胺类化合物胺类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有 、 和 。1 ：伸缩振动位于3 500 cm-13 300 cm-1区间。伯胺（游离）3 490 cm-1、3 400 cm-1出现双峰；仲胺（游离）3 500 cm-13 400 cm-1区域出现单峰。缔合后向低频方向移动。脂肪仲胺的强度弱，芳香仲胺的强度则很强。2 ：伯胺 出现在1 650 cm-11 570 cm-1。仲胺出现在1 500 cm-1。 3 ：脂肪族胺出现在1 250 cm-11 020 cm-1。芳香族胺出现在1 380 cm-