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文档简介

1、各类有机化合物红外吸收光谱 伸缩振动,面内弯曲振动,面外弯曲振动 一、烷烃 饱和烷烃 IR 光谱主要由 C-H 键的骨架振动所引起,而其中以 C-H键的伸缩振动最为有用。 在确定分子结构时,也常借助于 C-H 键的变形振动和 C-C键骨架振动吸收。烷烃有下列四种振 动吸收。 1、 C-H在 29752845cm-1 范围,包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动 2、 C-H在 1460cm-1和 1380cm-1 处有特征吸收,前者归因于甲基及亚甲基 C-H的 as,后者归因 于甲基 C-H的 s。1380cm-1 峰对结构敏感,对于识别甲基很有用。 共存基团的电负性对 1380cm-

2、1 峰位置有影响,相邻基团电负性愈强,愈移向高波数区,例如,在CH3F 中此峰移至 1475cm-1。 异丙基 1380cm-1 裂分为两个强度几乎相等的两个峰 1385cm-1、1375cm-1 叔丁基 1380cm-1裂分 1395cm-1、1370cm-1 两个峰,后者强度差不多是前者的两倍,在 1250cm-1、 1200cm-1 附近出现两个中等强度的骨架振动。 3、 C-C在 1250800cm-1 范围内,因特征性不强,用处不大。 4、C-H分子中具有( CH2)n链节, n大于或等于 4时,在 722cm-1有一个弱吸收峰,随着 CH2 个数的减少,吸收峰向高波数方向位移,由此

3、可推断分子链的长短。 二、烯烃 烯烃中的特征峰由 C=C-H键的伸缩振动以及 C=C-H键的变形振动所引起。烯烃分子主要有 三种特征吸收。 1、C=C-H烯烃双键上的 C-H键伸缩振动波数在 3000cm-1 以上,末端双键氢在 30753090cm-1 有强 C=CH 2 峰最易识别。 2、 C=C吸收峰的位置在 1670 1620cm-1 。随着取代基的不同, C=C吸收峰的位置有所不同,强 度也发生变化。 3、 C=C-H烯烃双键上的 C-H 键面内弯曲振动在 15001000cm-1,对结构不敏感,用途较少;而面 外摇摆振动吸收最有用,在 1000700cm-1 范围内,该振动对结构敏

4、感,其吸收峰特征性明显, 强度也较大,易于识别,可借以判断双键取代情况和构型。 RHC=C29H95985cm-1(=CH,S)915905cm-1(=CH2,S) R1R2C=CH2895885cm-1(S) (顺) -R1CH=CH2R690cm-1(反) -R1CH=CH2R980965cm-1(S) R1R2C=CH3R840790cm-1(m) 三、炔烃 在 IR 光谱中,炔烃基团很容易识别,它主要有三种特征吸收。 1、C该C振H动吸收非常特征,吸收峰位置在 33003310cm-1,中等强度。 N-H值与 C-H值相同, 但前者为宽峰、后者为尖峰,易于识别。 2、一C般C 键的伸缩

5、振C动吸C收都较弱。一元取代炔烃RC CH C出现C 在 2140 2100cm-1,二元取代炔烃在 22602190cm-1,当两个取代基的性质相差太大时, 炔化物极性增强,吸收峰的强度增大。当处于分子的对称中心时,为红外非活性。 3、C炔烃C 变H 形振动发生在 6C80C610cm-1。 四、芳烃 芳烃的红外吸收主要为苯环上的 C-H 键及环骨架中的 C=C键振动所引起。芳族化合物主要 有三种特征吸收。 1、Ar-H 芳环上 C-H吸收频率在 31003000cm-1附近,有较弱的三个峰,特征性不强,与烯烃的 C=C-H频率相近,但烯烃的吸收峰只有一个。 2、C=C芳环的骨架伸缩振动正常

6、情况下有四条谱带,约为1600, 1585,1500,1450cm-1,这是 鉴定有无苯环的重要标志之一。 3、Ar-H芳烃的 C-H变形振动吸收出现在两处。 1275960cm-1 为 Ar-H ,由于吸收较弱,易受干扰, 用处较小。另一处是 900650cm-1 的 Ar-H吸收较强,是识别苯环上取代基位置和数目的极重要 的特征峰。取代基越多, Ar-H频率越高,见表3-10。若在 1600 2000cm-1之间有锯齿壮倍频吸 收( C-H面外和 C=C面内弯曲振动的倍频或组频吸收),是进一步确定取代苯的重要旁证。 苯 670cm-1(S)单取代苯 770730cm-1 (VS), 710

7、690cm-1 (S) 1,2- 二取代苯 770735cm-1 (VS) 1,3- 二取代苯 810750cm-1 (VS),725680cm-1(mS) 1,4- 二取代苯 860800cm-1 (VS) 五、卤化物 随着卤素原子的增加, C-X降低。如 C-F(11001000cm-1); C-Cl(750700cm-1); C-Br (600500cm-1);C-I(500200cm-1)。此外, C-X吸收峰的频率容易受到邻近基团的影响,吸 收峰位置变化较大,尤其是含氟、含氯的化合物变化更大,而且用溶液法或液膜法测定时,常 出现不同构象引起的几个伸缩吸收带。因此 IR 光谱对含卤素有

8、机化合物的鉴定受到一定限制。 六、醇和酚 醇和酚类化合物有相同的羟基,其特征吸收是 O-H和 C-O键的振动频率。 1、O-H一般在 36703200cm-1 区域。游离羟基吸收出现在 36403610cm-1,峰形尖锐,无干扰, 极易识别(溶剂中微量游离水吸收位于 3710cm-1)。 OH是个强极性基团,因此羟基化合物的缔 合现象非常显着,羟基形成氢键的缔合峰一般出现在 35503200cm-1。 1,2- 环戊二醇顺式异构体 P47 0.005mol/L(CCl 4)3633cm-1(游离), 3572cm-1 (分子内氢键)。 0.04mol/L(CCl 4)3633cm-1(游离),

9、 3572cm-1(分子内氢键) 3500cm-1(分子间氢键 )。 2、 C-O和 O-HC-O键伸缩振动和 O-H面内弯曲振动在 14101100cm-1处有强吸收,当无其它基 团干扰时,可利用 C-O的频率来了解羟基的碳链取代情况(伯醇在 1050cm-1,仲醇在 1125cm-1 , 叔醇在 1200cm-1,酚在 1250cm-1)。 七、醚和其它化合物 醚的特征吸收带是 C-O-C不对称伸缩振动,出现在 11501060cm-1 处,强度大, C-C骨架振动吸 收也出现在此区域,但强度弱,易于识别。醇、酸、酯、内酯的C-O吸收在此区域,故很难归 属。 八、醛和酮 醛和酮的共同特点是

10、分子结构中都含有( C=O),C=O在 17501680cm-1 范围内,吸收强度很 大,这是鉴别羰基的最明显的依据。临近基团的性质不同,吸收峰的位置也有所不同。羰基化 合物存在下列共振结构: AB C=O键有着双键性 强的 A 结构和单键性强的 B 结构两种结构。共轭效应将使 C=O吸收峰向 低波数一端移动,吸电子的诱导效应使 C=O的吸收峰向高波数方向移动。,不饱和的羰基 化合物,由于不饱和键与 C=O的共轭,因此 C=O键的吸收峰向低波数移动 -1 -1 C=O16851665cm-117451725cm-1 苯乙酮对氨基苯乙酮对硝基苯乙酮 -1 -1 -1 C=O1691cm-1 16

11、77cm-1 1700cm-1 一CO 般H 在 27002900cm-1 区域内,通常在 2820cm-1、2720cm-1 附近各有一个中等强度的吸收峰, 可以用来区别醛和酮。 九、羧酸 1、 O-H游离的 O-H在3550cm-1,缔合的 O-H在 33002500cm-1,峰形宽而散,强度很大。 2、 C=O游离的 C=O一般在1760cm-1 附近,吸收强度比酮羰基的吸收强度大,但由于羧酸分子中 的双分子缔合,使得 C=O的吸收峰向低波数方向移动,一般在 17251700cm-1,如果发生共轭, 则 C=O的吸收峰移到 16901680cm-1 。 3、 C-O一般在 1440139

12、5cm-1,吸收强度较弱。 4、 O-H一般在 1250cm-1 附近,是一强吸收峰,有时会和 C-O重合。 十、酯和内酯 1、 C=O17501735cm-1处出现(饱和酯 C=O位于 1740cm-1 处),受相邻基团的影响,吸收峰的位 置会发生变化。 2、 C-O一般有两个吸收峰, 13001150cm-1,11401030cm-1 十一、酰卤 C=O由于卤素的吸电子作用, 使 C=O双键性增强, 从而出现在较高波数处, 一般在 1800cm-1 处,如果有乙烯基或苯环与 C=O共轭,会使 C=O变小,一般在 17801740cm-1 处。 十二、酸酐 1、C=O由于羰基的振动偶合,导致

13、 C=O有两个吸收,分别处在 18601800cm-1和 18001750cm-1 区域,两个峰相距 60cm-1。 2、C-O为一强吸收峰,开链酸酐的 C-O在 11751045cm-1处,环状酸酐 13101210cm-1 处。 十三、酰胺 1、C=O酰胺的第谱带, 由于氨基的影响, 使得 C=O向低波数位移, 伯酰胺 16901650cm-1, 仲酰胺 16801655cm-1,叔酰胺 16701630cm-1 。 2、N-H一般位于 35003100cm-1,伯酰胺游离位于 3520cm-1 和3400cm-1,形成氢键而缔合的位于 3350cm-1 和3180cm-1 ,均呈双峰;仲

14、酰胺游离位于 3440cm-1 ,形成氢键而缔合的位于 3100cm-1, 均呈单峰;叔酰胺无此吸收峰。 3、N-H酰胺的第谱带,伯酰胺 N-H位于 16401600cm-1 ;仲酰胺 15001530cm-1,强度大,非常 特征;叔酰胺无此吸收峰。 4、C-N酰胺的第谱带,伯酰胺 14201400cm-1,仲酰胺 13001260cm-1 ,叔酰胺无此吸收峰。 十四、胺 1、N-H游离位于 35003300cm-1 处,缔合的位于 35003100cm-1 处。含有氨基的化合物无论是游 离的氨基或缔合的氨基,其峰强都比缔合的 OH峰弱,且谱带稍尖锐一些,由于氨基形成的氢键 没有羟基的氢键强,因此当氨基缔合时,吸收峰的位置的变化不如OH那样显着,引起向低波数 方向位

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