第三章 红外(二,3)课件

1、红外光谱中的几个区段（一）烷烃（一）烷烃 1. C-H伸缩振动伸缩振动3000cm-1是区分饱和与不饱和是区分饱和与不饱和C-H伸缩振动频率的一个分界线，伸缩振动频率的一个分界线，饱和烃的饱和烃的C-H小于小于3000 cm-1 ，只有环丙烷的不对称伸缩振动，只有环丙烷的不对称伸缩振动 C-H=3060cm-1 3040cm-1 ，及卤代烷例外。，及卤代烷例外。（强）（饱和）128503000cmHC很强）(296013cmasCH（很强）128703cmsCH（强）129252cmasCH（强）128502cmsCH（中强，易淹没）12890cmCH双峰和等强度裂分为11)(13751385

2、23cmcmsCHC双峰和不等强度裂分为11)(1365139533cmcmsCHC（中）114503cmasCH强）（中113753cmsCH（中）12014652cmCH)4(72012ncmCH中）（弱111401250cmCC2. C-H弯曲振动弯曲振动3. C-C骨架振动骨架振动液体样品，夹在两个液体样品，夹在两个KBr窗片之间窗片之间得到谱图。由于饱和化合物有很多得到谱图。由于饱和化合物有很多低能量的构象，每一种构象吸收峰低能量的构象，每一种构象吸收峰的位置有一定的差异，谱峰的加宽的位置有一定的差异，谱峰的加宽是由于不同构象的峰叠加而成的。是由于不同构象的峰叠加而成的。根据甲基，亚

3、甲基的伸缩振动、弯曲振动和骨架振动的频根据甲基，亚甲基的伸缩振动、弯曲振动和骨架振动的频率数据，可获得关于饱和烃许多结构上的信息。率数据，可获得关于饱和烃许多结构上的信息。（1）区分饱和和不饱和化合物）区分饱和和不饱和化合物在小于在小于3000 cm-1 （2900cm-1， 2800cm-1 ）有强吸收峰是饱）有强吸收峰是饱和烃的特征。和烃的特征。（2）提供异构化信息）提供异构化信息4. 由饱和烃特征频率所得的信息：由饱和烃特征频率所得的信息：（3）提供碳链长短的信息：）提供碳链长短的信息：烯烃特征频率包括：烯烃特征频率包括：=CH伸缩振动，弯曲振动和伸缩振动，弯曲振动和C=C伸缩振动。伸缩

4、振动。中强）（弱130003100cmCH（强）16501010cmCH伸缩振动：伸缩振动：面外弯曲振动：面外弯曲振动：面内弯曲振动是弱峰，无实用价值。面内弯曲振动是弱峰，无实用价值。CH3CHCHCHCH3CH3CH3CHCHCHCH3CH3Cis: =C-HTrans: =C-H965690不定）（弱11650cmCCCHCHCCHHCCHHCHCHCHCHCCH（强）13300cmCH（强）1630cmCH（强）11300cmCH1C-H振动振动（三）炔烃（三）炔烃炔类化合物的特征频率主要是：炔类化合物的特征频率主要是：三三C-H伸缩振动，伸缩振动，C三三C伸缩振动伸缩振动三三C-H基团

5、伸缩振动频率比基团伸缩振动频率比 =CH=CH和和Ar-HAr-H基团的伸缩振动频率高，基团的伸缩振动频率高，接近接近3300cm-13300cm-1，谱带较强而尖。，谱带较强而尖。三三C-H伸缩振动伸缩振动: : 2CC骨架振动骨架振动强）（中12200cmCCCH2CCH3CCH芳烃主要特征谱带有：芳烃主要特征谱带有：Ar-H伸缩振动；伸缩振动；C=C伸缩振；伸缩振； Ar-H 弯曲振动和弯曲振动和Ar-H弯曲振动的倍频。弯曲振动的倍频。1芳氢伸缩振动芳氢伸缩振动中）（弱130003100cmH与烯烃的与烯烃的=CH 重叠，一般出现重叠，一般出现3070cm -1 ，3050cm -1两个

6、峰。两个峰。2C=C伸缩振动（或称芳环骨架振动）伸缩振动（或称芳环骨架振动）C=C伸缩振动：伸缩振动：包括包括1600cm -1，1580cm -1和和1500cm -1，1450cm -1两对峰。两对峰。（1） 1600cm -1，1580cm -1一对峰：一对峰： 苯环与杂原子（苯环与杂原子（O，N等）直接相连时产生等）直接相连时产生 p-共轭，如共轭，如苯胺，也使这一对峰强度增强。苯胺，也使这一对峰强度增强。因此，因此， 1600cm -1谱带是取代苯的特征。谱带是取代苯的特征。（2）1500，1450cm -1一对峰：一对峰：1500cm -1谱带常比谱带常比1600cm -1峰强峰强

7、， 1450cm -1（强）与甲基不（强）与甲基不对称弯曲振动、亚甲基剪式振动谱带相重叠，结构中存在烷基对称弯曲振动、亚甲基剪式振动谱带相重叠，结构中存在烷基时苯环的时苯环的1450cm -1谱带用处不大。谱带用处不大。苯甲苯单取代单取代16501000cmHAr-H弯曲振动的倍频和合频区（弯曲振动的倍频和合频区（20001650cm-1）倍频区谱带常由倍频区谱带常由26个小峰组成，也是苯环取代类型的特征峰个小峰组成，也是苯环取代类型的特征峰苯苯 670单取代苯单取代苯 770730（强）（强） 710690（较强）（较强）邻二取代苯邻二取代苯 770735间二取代苯间二取代苯 900860

8、810750 725680对二取代苯对二取代苯 860800双峰双峰三峰三峰1. 单取代单取代取取 代代 苯苯 特特 征征 吸吸 收收1900 1700cm-1800 700cm-1羟基特征频率：羟基特征频率： （强）132003650cmHO变，锐峰）（较强（游离）136003650cmHO中强，宽、钝峰）（强（缔合）132003500cmHO（强）110001250cmOC11050cmOC（伯醇）11100cmOC（仲醇）11150cmOC（叔醇）112001300cmOC（酚）3376159514991224752690129603cmasCH129252cmasCH128703cms

9、CH128502cmsCH烯烃特征频率：烯烃特征频率：=CH伸缩振动，弯曲振动和伸缩振动，弯曲振动和C=C伸缩振动。伸缩振动。中强）（弱130003100cmCHC-H伸缩振动：伸缩振动：C-H面外弯曲振动面外弯曲振动（强）16501010cmCH不定）（弱11650cmCC三三C-H伸缩振动伸缩振动（强）13300cmCH（强）1630cmCH（强）11300cmCHCC骨架振动骨架振动强）（中12200cmCC中）（弱130003100cmHC=C伸缩振动伸缩振动（或称芳环骨架振动）（或称芳环骨架振动）1600cm -1，1580cm -1一对峰：一对峰： 1500，1450cm -1一对

10、峰：一对峰：苯苯 670单取代苯单取代苯 770730（强）（强） 710690（较强）（较强）邻二取代苯邻二取代苯 770735间二取代苯间二取代苯 900860 810750 725680对二取代苯对二取代苯 860800双峰双峰三峰三峰16501000cmH羟基特征频率：羟基特征频率： （强）132003650cmHO变，锐峰）（较强（游离）136003650cmHO中强，宽、钝峰）（强（缔合）132003500cmHO（强）110001250cmOC112001300cmOC（酚）110001300cmOC（强）（链）110601150cmasCOC消失弱（链）sOC112001275

11、cmasOC)(12501)(强cmasOC)(10401)(中cmsOC（二）醚（二）醚3200HO1050OC1100OC（强）116001900cmOC1酮酮 （极强）（酮）11715cmOC2- 丁酮3-丁烯-2-酮2醛醛（强，尖锐）（醛）11725cmOC（双峰）和1)(27202820cmOCH3420cm- 1, 是是C=O在在1727cm-1处的倍频峰。处的倍频峰。丙醛苯甲醛C CCHOHCH3H3酰氯酰氯 11800cmOC（酰氯）1715（酮）OC1725（醛）OC1800（酰氯）OC900OCC4. 相关峰相关峰C-（CO）-C 的的C=O脂肪族的相关峰在脂肪族的相关峰在

12、1100cm-1，常受指纹区其，常受指纹区其它峰干扰。大多数芳香酮在该谱带它峰干扰。大多数芳香酮在该谱带1300cm-1 ,通常在通常在1260cm-1可可作为芳酮的佐证。作为芳酮的佐证。丙酰苯1260690（强）116001900cmOC（双峰）和1)(27202820cmOCH1羧酸羧酸（强、钝峰）（羧酸）116801740cmOC（强、宽峰）（羧酸）125003400cmOH（中强）（羧酸）112001320cmOC羧酸的相关峰羧酸的相关峰(i) C=O 1760cm-1（单体），（单体），1710cm-1（二聚体）。（二聚体）。 1285cm-1,-COOH弯曲弯曲振动峰。一般波数范围

13、振动峰。一般波数范围：125050cm-1。这个。这个峰包含：峰包含：O-C-C反对称反对称伸缩振动以及伸缩振动以及OH的弯的弯曲振动。正己醇的曲振动。正己醇的O-C-C的反对称伸缩振动在的反对称伸缩振动在1420cm-1处。处。指纹区：与参考谱图进行指纹区：与参考谱图进行比较，即可得出比较明确比较，即可得出比较明确的结论。的结论。3500300025002000150010005000.20.40.60.81.070079099712311282142816101690T(%)v(cm-1)肉桂酸的肉桂酸的IR反式烯反式烯单取代苯单取代苯2酯酯（强）（酯）11735cmOC（强）111001

14、280cmasOC（弱）110001150cmsOCCOO CV(酯)13001030cm-11742cm-1,-C=O伸缩振动峰。在伸缩振动峰。在小环酯化合物中，这个振动峰小环酯化合物中，这个振动峰由于邻位的由于邻位的C-O以及以及C-C键影响键影响会向高波数方向移动，移动的会向高波数方向移动，移动的波数决定于波数决定于O-C(O)-C角度。与角度。与其他羰基化合物一样，共扼会其他羰基化合物一样，共扼会降低这个伸缩振动峰的波数。降低这个伸缩振动峰的波数。1241cm-1,-O-C(O)-C伸缩振动峰。一般来伸缩振动峰。一般来说 ： 乙 酸 酯 范 围 ：说 ： 乙 酸 酯 范 围 ：1245

15、 15cm-1,其他酯其他酯化 合 物 的 范 围 ：化 合 物 的 范 围 ：1190 30cm-1。1048cm-1,-C-O伸缩振动峰伸缩振动峰，与邻位的，与邻位的C-C伸缩振动峰伸缩振动峰耦合在一起。一般的范围：耦合在一起。一般的范围：乙酸酯：乙酸酯：104515cm-1;其他其他酯：酯：1040 60cm-1（经常与（经常与其他其他C-O伸缩重叠在一起。伸缩重叠在一起。与己醇比较。与己醇比较。3500300025002000150010005000.00.20.40.60.81.0692763970116413201450163017142950T(%)V(cm-1)肉桂酸甲酯肉桂酸

16、甲酯丙酸甲酯methyl propionate 乙酸乙烯酯vinyl acetate 1240-丁酸内酯gamma-butyrolactone 1190（较强）（强）双峰（酸酐）111740178018001850cmcmsOCasOCOC（强）（酸酐）19001300cmOC3酸酐酸酐谱图解析谱图解析丁酸酐丁酸酐谱图解析谱图解析丁酸酐丁酸酐谱图解析谱图解析丁酸酐丁酸酐400035003000250020001500100050090100110120130140150T%Wavenumber/cm-1 B34442918185917751625123110819597061465（一）胺（一

17、）胺氨基的主要特征吸收有：氨基的主要特征吸收有：N-H伸缩振动，伸缩振动，N-H弯曲振动和弯曲振动和C-N伸缩振动。伸缩振动。峰强峰弱；芳香胺脂肪胺（强度不定）（胺）133003500cmNH1. N-H伸缩：伸缩：特征区分特征区分 峰叔胺：无单峰仲胺：伯胺：双峰NH伯胺在伯胺在3200cm-1处还可出现一弱峰。处还可出现一弱峰。NH2双双NH2的倍频的倍频2. N-H弯曲：弯曲：（中，单峰）115601650cmNH（中强）仲胺：（弱）伯胺：1115501650159016502cmcmNHNH（中）（胺）111001300cmNC面内弯曲：面内弯曲：面外弯曲：面外弯曲： 900650 cm

18、-13. C-N伸缩：伸缩： C-N： 脂肪族：脂肪族：12801030； 芳香族：芳香族：13601250 3390cm-1, -NH2反对称申反对称申说振动峰，一般说振动峰，一般NH2的的反对称伸缩振动峰的位反对称伸缩振动峰的位置：置：3300100cm-1。比。比OH的伸缩振动峰的强度的伸缩振动峰的强度要弱很多。要弱很多。3290cm-1,-NH2对称伸缩对称伸缩振动峰。仲胺只有一个振动峰。仲胺只有一个伸缩振动峰，叔胺没有伸缩振动峰，叔胺没有N-H伸缩振动峰。伸缩振动峰。1613cm-1, -NH2剪刀弯曲剪刀弯曲振动峰。一般来说，振动峰。一般来说，NH2的剪刀弯曲振动峰的位置的剪刀弯曲

19、振动峰的位置在在161515 cm-1。对于仲。对于仲胺和叔胺来说，不出现这胺和叔胺来说，不出现这个峰。个峰。797cm-1,-NH2摇摆振摇摆振动峰。仲胺出现一个动峰。仲胺出现一个相似的摇摆振动峰，相似的摇摆振动峰，但是叔胺不存在摇摆但是叔胺不存在摇摆振动峰。振动峰。（双）HN（单）HN（强单）HN3000H（仲）中强NC（伯）弱NC（双）1500,1600CC说明：说明： （1）形成铵盐）形成铵盐注意：当形成内盐时也具备以上特征，如邻氨基苯磺酸中注意：当形成内盐时也具备以上特征，如邻氨基苯磺酸中NH2基基团可与邻位团可与邻位-SO3H基团形成内盐。基团形成内盐。（2）产生氢键缔合）产生氢键

20、缔合当伯胺与羟基形成分子内或分子间氢键缔合时，当伯胺与羟基形成分子内或分子间氢键缔合时， NH2的峰位和的峰位和峰形改变很显著，其峰形改变很显著，其NH2往低波数位移，在往低波数位移，在33903280cm-1范围范围出现两个非常尖锐的谱带。通常高频侧峰出现两个非常尖锐的谱带。通常高频侧峰3280cm-1,且高频侧峰强于低频侧峰，非常特征且高频侧峰强于低频侧峰，非常特征。741邻位取代特征邻位取代特征NH2: 3376，3300NH2: 3340，3280826,对位取代特征对位取代特征（二）酰胺（二）酰胺（强）（酰胺）131003500cmNH1. N-H伸缩振动：与胺类相近。伸缩振动：与胺

21、类相近。特征区分特征区分峰叔酰胺：无尖锐单峰仲酰胺：伯酰胺：双峰NH2. C=O伸缩：伸缩： （酰胺（酰胺 I 谱带）谱带）（强）（酰胺）116301680cmOC3. N-H面内弯曲振动（面内弯曲振动（NH2、 NH ）：）： （酰胺（酰胺 II 谱带）谱带）4. C-N伸缩振动：伸缩振动： （酰胺（酰胺III谱带）谱带）伯酰胺伯酰胺 ： 1400cm-1（W）；仲酰胺：）；仲酰胺：1290cm-1； 700 cm-1处，峰宽而强处，峰宽而强酰胺酰胺 II 带带酰胺酰胺 I 带带酰胺酰胺III带带31803350sNHasNH，伯酰胺（双峰）15501640NH16301680OC双CC一、

22、一、红外光谱解析一般程序红外光谱解析一般程序 鉴定已知化合物鉴定已知化合物：测定未知化合物测定未知化合物：(1)(1)准备性工作：准备性工作：a.a.了解试样的了解试样的来源、纯度、熔点、沸点来源、纯度、熔点、沸点等；等； 痕量的水会在痕量的水会在3500 cm-1和和1630 cm-1附近附近(OH无此带无此带)出现吸收带。出现吸收带。b.b.经元素分析经元素分析确定实验式确定实验式；有条件时可有；有条件时可有MS谱测定谱测定相对分子量，相对分子量，确定分子式；确定分子式； c.c.根据分子式根据分子式计算不饱和度，计算不饱和度，其经验公式为：其经验公式为： 222134nnnU一个双键分子

23、中可能含苯环分子中可能含苯环环，或一个叁键，或一个双键分子中可能含两个双键或一个环分子中可能含一个双键构分子中无双键或环状结54210UUUUU式中：式中：n1、n3、n4分别代表分分别代表分子中一价、三价和四价原子子中一价、三价和四价原子的数目。的数目。 双键和饱和环状结构双键和饱和环状结构的的为为1、三键三键为为2、苯环苯环为为4。 (2)按鉴定已知化合物的程序解析谱图。按鉴定已知化合物的程序解析谱图。 例例1：苯甲醛（：苯甲醛（C7H6O）不饱和度的计算）不饱和度的计算526722U图谱解析原则：图谱解析原则： ;注意事项注意事项:1. 谱带产生的条件谱带产生的条件 某些基团可能无峰某些

24、基团可能无峰2. 某些峰可能无法归属某些峰可能无法归属 弱峰弱峰3. 吸收峰的三要素吸收峰的三要素 位置、强度和峰形位置、强度和峰形可能含有苯环7271922UOCcm为强吸收11638NCNHNHcmcmcm111132315333270吸收有吸收CHCCCHcmcmcm111126821003300含（强）含（强）（单取代）为（双峰）和（芳环）为（三峰）和，为HCCHcmcmcm111694763144514951597303011111323153316383270cmcmcmcmNCNHOCNHNHC0含酰胺结构111126821003300cmcmcmCHCCCH（双峰），和，（芳环

25、骨架）1116947631445149515973030cmcmcmHCCHCHC 含含单取代苯结构式应为3270NH1638OC1533NH3300CH2100CC1268CH3030H144514951597，（芳环）CC（双峰）， 694763H1323NCOHOCNHNC无苯环，但具有只有化合物；和，其中三个还分别具有含有苯环，此题五个化合物有四个2（单取代形式）为芳环（双峰）和为芳环三处吸收和，为芳环有吸收和，一系列特征吸收图上可见芳香化合物的HCCHcmcmcm111702756149315841600302030403060解解:没有芳环特征吸收且结构吸收，无2320036001OHcm2否定结构吸收且无芳环对位取代特征吸收无吸收无吸收无311113752220224032003500CHNCNHcmcmcm31 和否定结构吸收无OCcm1163016804否定结构1111114522860291829387027561