第三节 有机化合物红外光谱谱图的基本特征

1、2020/10/11,.,第三节 有机化合物红外光谱谱图的基本特征,首先计算不饱和度： 当u=0时，表示分子是饱和的，应为链状饱和烃及其不含 双键的衍生物； u=1时，可能有一个双键或脂环； u=2时，可能有两个双键或脂环，也可能有一个叁键； u=4时，可能有一个苯环。,2020/10/11,.,3000cm-1为分界线：,3000cm-1为不饱和烃 3000cm-1为饱和烃，另外可能是醇、酚、胺,2020/10/11,.,一、饱和烷烃,(b)ch的变形振动：在1460附近、1380附近及 720810cm-1会出现有关吸收。,(c)c-c环的骨架振动,在7201250cm-1。,(a)ch的

2、伸缩振动：基本在29752845cm-1之间，包括甲基、亚甲基和次甲基的对称及不对称伸缩振动。,2020/10/11,.,饱和烃,在饱和烃中1380cm-1为烷基异构化情况； 1460cm-1为烷烃中的-ch2-， 同时在720cm-1证明。,例1：化合物c9h20的红外光谱如下，写出其结构式。,2020/10/11,.,解：计算不饱和度：,2020/10/11,.,庚烷ch3(ch2)5ch3的红外光谱图,2020/10/11,.,红外光谱,2020/10/11,.,二、 烯烃,（1）烯烃有三个特征吸 区 (a)31003000cm-1 ， =ch,(b)16801620cm-1 ， c=c

3、 (a) 、(b)用于判断烯键的存在与否。,(c)l000650cm-1，烯碳上质子的面外摇摆振动=ch，用于判断烯碳上取代类型及顺反异构。,2020/10/11,.,烯烃 3030 cm-1 （弱）=c-h链中烃； 3080（强）=ch2端位烯烃。 1680-1630 -c=c-（弱）,反式：-ch=ch 970-960cm-1 顺式：-ch=ch 770-665cm-1,2020/10/11,.,例2：化合物c6h12的红外光谱如下，写出其结构式。,2020/10/11,.,解：,2020/10/11,.,壬烯,2020/10/11,.,1-己烯的红外光谱图,2020/10/11,.,20

4、20/10/11,.,2020/10/11,.,2020/10/11,.,三、炔烃 c-h 3300 cm-1 一取代炔烃： r-cc-h 2140 cm-1 -2100cm-1 二取代炔烃： r-cc-r 2260 cm-1 -2190 cm-1,例3：化合物c6h10的红外光谱如下，写出其结构式。,2020/10/11,.,解： 己炔 hcc-ch2-ch2-ch2-ch3,2020/10/11,.,2020/10/11,.,2020/10/11,.,四、芳香烃,(1)苯环在四个区有其特征吸收：31003000、20001650、16251450及900650cm-1.,(2）=ch出现在

5、3100-3000cm-1，常在3030cm-1附近。,(3)苯环的骨架振动：在1625-1450cm-1之间，可能有几个吸收，强弱及个数皆与结构有关。 其中以1600cm-1和1500cm-1两个吸收为主。 苯环与其他基团共轭时，1600cm-1峰分裂为二，在1580cm-1处又出现一个吸收。1450cm-1也会有一吸收。,（4）面外变形振动=ch在900-650cm-1，按其位置、吸收峰个数及强度可以用来判断苯环上取代基个数及取代模式。,2020/10/11,.,（5）苯环质子的面外变形振动的倍频及组合频在20001650cm-1。也可以用于确定苯环取代类型。,（6）其他 除了上述按邻接氢

6、判断在900650cm-1的谱带外，在这区域可能还会有另外的吸收出现。 （a）间位二取代在725680cm-1有强吸收。 (b)1、2、3-三取代化合物另外在745705cm-1有强吸收。 （c）1、3、5 - 三取代化合物另外在755675cm-1有强吸收。,2020/10/11,.,芳烃 3030、1600、1580、1500、1450. 670cm-1苯 看3030、16001400有24个吸收峰，可确定为芳香烃化合物。 从900 cm-1 -650 cm-1区域出现的峰来确定取代基的数目和位置。,2020/10/11,.,例题 判断有无芳烃的存在，并指出其波数。,2020/10/11,

7、.,2020/10/11,.,2020/10/11,.,例题：化合物c9h12的红外光谱如下，写出其结构式。,2020/10/11,.,解：,2020/10/11,.,例题：下图为一个含有c、h、o的有机化合物的光谱图，试问： （1）这个化合物是脂肪族还是芳香族？ （2）是醇类还是酮类？ （3）是否含有双键或叁键？,2020/10/11,.,推测c8h8纯液体,解：1）u =1-8/2+8=5 2）峰归属 3）可能的结构,2020/10/11,.,五、醇和酚,（1）醇和酚都含有羟基，有三个特征吸收带：oh、oh和c-o。,（2）羟基的伸缩振动oh在36703230cm-1(s)。 游离的羟基o

8、h尖,且大于3600cm-1； 缔合羟基移向低波数，峰加宽，小于3600cm-1。 缔合程度越大，峰越宽，越移向低波数处。 水和nh在此有吸收。,2020/10/11,.,醇： o-h:3700-3200（变） 游离o-h: 3670-3580 缔合o-h: 3550-3230 oh: 1410-1260（） c-o: 1250-1000（） oh: 750-650 (s),酚： o-h: 3705-3125(s) c=c: 1650-1430(m),2020/10/11,.,1-辛醇的红外光谱图,2020/10/11,.,2020/10/11,.,苯酚的红外光谱图,2020/10/11,.,

9、2020/10/11,.,2020/10/11,.,六、醚,（1）醚的特征吸收为碳氧碳键的伸缩振动 和 。,(a)脂肪族醚(r-o-r)： 脂肪族醚中 弱。 在 11501050cm-1(s),(b)芳香族醚和乙烯基醚： ph-o-r、ph-o-ph和r-c=c-o-r 13101020cm-1为 强吸收 10751020cm-1为 强度较弱,2020/10/11,.,（2）一般情况下，只用ir来判别醚是困难的。 因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯类都会在11001250cm-1范围有强的c-o吸收。,2020/10/11,.,2020/10/11,.,2020/10/11,.,酰胺： 16

10、801630 羰基： 1710 1730 醛 co 1725(vs) 双峰：ch：2820， 2720 （w） 酮 co 1715(vs),七、羰基化合物,2020/10/11,.,3-戊酮的红外光谱图,2020/10/11,.,2020/10/11,.,苯甲醛的红外光谱图,2820、2738cm-1为醛基的c-h伸缩振动，1703cm-1是c=o,2020/10/11,.,八、酯 (rcoor),（1）酯有两个特征吸收，即c=o和c-o-c。,（2）酯羰基的伸缩振动c=o： r-co-or (rr为烷基) 17501735cm-1(s) ph-co-or 、c=c-co-or 1730171

11、7cm-1(s) r-co-o-c=c 、r-co-oph 18001770cm-1(s),(3)c-o-c 在13301050cm-1有两个吸收带，即 和 。 其中 在13301150cm-1，峰强度大而且宽，常为第一强峰。,2020/10/11,.,酯(rcoor),c=o：3450(w)(泛频) c=o: 1770-1720(s) coc: 1300-1000(s),2020/10/11,.,乙酸乙酯的红外光谱图 1743为c=o， 1243为 是第一强峰。,2020/10/11,.,2020/10/11,.,九、羧酸,oh：3400-2500(m) 有高低不平很宽的峰 c=o：1740

12、1690（m） oh：14501410（w） co：12661205（m）,羧酸在液体和固体状态，一般以二聚体形式存在， 羧酸分子中既有羟基又有羰基，两者的吸收皆有。,2020/10/11,.,2020/10/11,.,苯甲酸的红外光谱图,2020/10/11,.,2020/10/11,.,十、胺,（1）-nh2 nh ：3500-3300(m)，双峰 nh：1650-1590(m，s),c-n 脂肪族胺：12201020 (m，w) c-n 芳香胺：13401250 (s),（2）-nh nh ：3500-3300(m) nh：1650-1550(vw),c-n 脂肪族胺：12201020 (m，w) c-n 芳香胺：13501280 (s),2020/10/11,.,正丙胺的红外光谱图,2020/10/11,.,ph-ch2nh-ph的红外光谱,2020/10/11,.,十一、腈-cn,cn：2260-2240（s）（尖锐）,2020/10/11,.,2020/10/11,.,a 3070,3025,芳,b 2910,2860,脂肪,c 2210,2020/10/11,.,十二、硝