常見有機化合物的紅外光譜PPT課件

1、2021-10-25第四章第四章 紅外紅外吸收吸收光譜光譜分析法分析法4.3 常見有機化常見有機化合物的紅外譜圖合物的紅外譜圖infrared spectrograph of organic compoundsinfrared absorption spectroscopy,ir2021-10-25化合物化合物(基團基團)的特征頻率的特征頻率(實際上是指波數(shù)實際上是指波數(shù)值值，習(xí)慣用，習(xí)慣用表示表示)是紅外光譜用以定性是紅外光譜用以定性的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。主要化合物主要化合物(基團基團)的紅外光譜的紅外光譜2021-10-254.3.1 典型有機化合物的紅外光譜典型有機化合物的紅外光譜1. 飽和烴

2、及其衍生物飽和烴及其衍生物烷烴烷烴（ch3，ch2，ch）振動形式振動形式(ch, cc) 紅外光譜特征：紅外光譜特征： (a) ch的伸縮振動的伸縮振動ch2 對稱伸縮對稱伸縮 2853cmcm-1-11010ch3 對稱伸縮對稱伸縮 2872cmcm-1-11010 ch2不對稱伸縮不對稱伸縮 2926cmcm-1-11010 ch3不對稱伸縮不對稱伸縮 2962cmcm-1-11010區(qū)分飽和與不飽和區(qū)分飽和與不飽和3600 cm-1) (2) 碳氧伸縮振動碳氧伸縮振動 (1100 cm-1) )cccccohcc支支：-15 cm-1不飽和不飽和：-30 cm-1游游離離醇、醇、酚酚伯

3、伯-oh 3640 cm-1仲仲-oh 3630 cm-1叔叔-oh 3620 cm-1酚酚-oh 3610 cm-11050 cm-11100 cm-11150 cm-11200 cm-1)(ho )(oc 有氫鍵締合，有氫鍵締合， ，寬峰，寬峰1)(3300 cmoh 這些頻率值不是絕對的，還與這些頻率值不是絕對的，還與取代情況密切相關(guān)。隨著取代情況密切相關(guān)。隨著c上取代基數(shù)目的增加而頻率向上取代基數(shù)目的增加而頻率向低波數(shù)位移。低波數(shù)位移。2021-10-25oh 基團特性：基團特性： 雙分子締合（二聚體）雙分子締合（二聚體）35503450 cm-1多分子締合（多聚體）多分子締合（多聚體

4、）34003200 cm-1(2) 分子內(nèi)氫鍵：分子內(nèi)氫鍵：羥基與鄰位極性基團形成強的分子內(nèi)氫鍵，羥基與鄰位極性基團形成強的分子內(nèi)氫鍵， oh顯著低顯著低移，甚至與烷基譜帶重疊在一起移，甚至與烷基譜帶重疊在一起(1) 分子間氫鍵：分子間氫鍵：多元醇（如多元醇（如1,2-二醇二醇 ） 36003500 cm-1螯合鍵（和螯合鍵（和c=o，no2等）等）35003200 cm-1多分子締合（多聚體）多分子締合（多聚體） 34003200 cm-12021-10-25ho hc hc oc 羥基濃度增大，造成羥基濃度增大，造成oh氫氫鍵的締合作用使得鍵的締合作用使得oh向低向低波數(shù)移動波數(shù)移動202

5、1-10-251405-1385cm-11372-1365cm-11:21:21250 cm-1伯伯-oh 1030 cm-1 ( c-o )cch3ch3ch3異丙基異丙基c-c2021-10-25脂肪醚和環(huán)醚的脂肪醚和環(huán)醚的c-o-c asas 11501070cm-1 是脂肪族化合物中唯一的強寬峰是脂肪族化合物中唯一的強寬峰 芳基和乙烯基的芳基和乙烯基的=c-o-casas 12751200 cm-1 （1250cm-1 ）s s 10751020 cm-1（3） 醚（醚（coc）脂族脂族 r-och3 s (ch3) 28302815 cm-1 芳族芳族 ar-och3 s (ch3)

6、 2850 cm-1 較強吸收峰較強吸收峰較弱吸收峰較弱吸收峰2021-10-252021-10-25（4） 胺（胺（nh） (a) 特征吸收：特征吸收：n-h伸縮振動、伸縮振動、n-h變形振動和變形振動和c一一n伸縮振動伸縮振動；基團特征頻率區(qū)基團特征頻率區(qū)指紋區(qū)指紋區(qū)伯胺伯胺 rnh2 arnh2nh伸縮振動伸縮振動特征：產(chǎn)生雙峰特征：產(chǎn)生雙峰asas 3500 cm-1s s 3400 cm-1仲胺為單峰，仲胺為單峰，rnhr ：33503310 cm-1 arnhr ：3450 cm-1n-h伸縮伸縮振動振動(c) n-h變形振動：變形振動：16401500 cm-1 、900650

7、cm-1 n-h與與o-h相重疊，可根據(jù)峰形和強度來區(qū)分它們：通常羥相重疊，可根據(jù)峰形和強度來區(qū)分它們：通常羥基峰基峰強而寬強而寬，氨基峰，氨基峰弱且尖弱且尖，后者隨濃度變化較小。，后者隨濃度變化較小。c-n伸縮伸縮振動振動脂肪胺脂肪胺(cn)：12031030 cm-1(b)(d)芳香胺芳香胺(cn)：13601250 cm-1與與cc(1200cm-1)相近，但強度大相近，但強度大2021-10-25nhchch)(hn cn)(hn 1384，1367cm-1 處處峰強度近似峰強度近似4：5，表明有異丙基存在，表明有異丙基存在2021-10-252 烯烴和炔烴烯烴和炔烴(1) =ch 伸

8、縮振動伸縮振動( 3000 cm-1) ) cch2h3080 cm-1 3030 cm-1 3080-3030 cm-1 2900-2800 cm-1 3000 cm-1 )(hc 區(qū)分飽和與不飽和化合物區(qū)分飽和與不飽和化合物烯烴的特征頻率：烯烴的特征頻率：=c-h伸縮振動、變形振動和伸縮振動、變形振動和c=c伸縮振動伸縮振動3300 cm-1 chchhch=c-h2:3080 cm-1 =c-h:3030 cm-1 弱吸收弱吸收乙烯基乙烯基兩個峰兩個峰如：烯酮如：烯酮2021-10-25(2) c=c 伸縮振動伸縮振動 (1680-1630 cm-1 )1660 cm-1 分界線分界線c

9、 cr1hhr2c cr1r2r3hc cr1r2r3r4反式烯反式烯三取代烯三取代烯四取代烯四取代烯1680-1665 cm-1 弱，尖弱，尖c cr1hhr2c cr1hhhc cr1r2hh順式烯順式烯乙烯基烯乙烯基烯亞乙烯基烯亞乙烯基烯1660-1630 cm-1 中強，尖中強，尖)(cc 對稱性高對稱性高峰強弱峰強弱2021-10-25(3) =c-h 變形振動變形振動 (1000-700 cm-1 )面內(nèi)變形面內(nèi)變形 （=c-h）1400-1420 cm-1 （弱弱,無實用價值無實用價值）面外變形面外變形 （=c-h） 1000-700 cm-1 (有價值有價值,判斷取代類型）判斷

10、取代類型）c cccr1hhr2c cr1r2r3hc cr1r2r3r4rh （=c-h）970 cm-1（強強） 790-840 cm-1 （820 cm-1） 610-700 cm-1（強強） 2：1375-1225 cm-1（弱弱） c cr1hhr2c cr1hhhc cr1r2hhccr2r1 （=c-h）800-650 cm-1（ 690 cm-1）990 cm-1910 cm-1 （強）強） 2：1850-1780 cm-1 890 cm-1（強）強） 2：1800-1780 cm-1 無無2021-10-25 分界線分界線1660cm-1 (c=c伸縮振動伸縮振動) 順強，反

11、弱順強，反弱 四取代（不與四取代（不與o，n等相連）無等相連）無（c=c）峰峰 端烯的強度強端烯的強度強 共軛使共軛使（c=c）下降下降2030 cm-1 ccrhccr2r1c cc c 2140-2100cmcm-1-1 （弱）（弱） 2260-2190 cmcm-1-1 （弱）（弱）總結(jié)總結(jié)取代基取代基r1=r2對稱結(jié)構(gòu)無紅外活性對稱結(jié)構(gòu)無紅外活性2021-10-25譜圖譜圖2021-10-25對比對比烯烴順反異烯烴順反異構(gòu)體構(gòu)體. .1660 cm-1順順強反弱強反弱 2021-10-253. 芳烴芳烴芳烴的主要特征譜帶有：芳烴的主要特征譜帶有：ar-h伸縮振動、伸縮振動、c=c伸縮振

12、動伸縮振動 ar-h變形振動變形振動( (彎曲振動彎曲振動) )和和ar-h變形振動的倍頻變形振動的倍頻=c-h 伸縮振動伸縮振動 ( 3100 3000 cm-1 ) 特點：尖銳的針狀譜帶特點：尖銳的針狀譜帶與烯烴與烯烴 相重疊，相重疊，區(qū)別是：區(qū)別是：ar-h強度弱，常見的強度弱，常見的ftir可分辨可分辨15個峰個峰2. 芳環(huán)骨架芳環(huán)骨架（c=c）:1600 cm-1和和1500 cm-1)(hc 所以，芳烴的存在可由所以，芳烴的存在可由3030、1600、1500cm-1 的譜帶來判斷的譜帶來判斷2021-10-252. 芳環(huán)骨架振動芳環(huán)骨架振動（c=c）:1600 cm-1和和150

13、0 cm-1特征：特征：c=c 在在1600、1580cm-1 ， 1500、1450cm-1 出現(xiàn)出現(xiàn)14個峰，可看作兩組個峰，可看作兩組1580cm-1(w)是是1600cm-1譜帶的一個肩部譜帶的一個肩部 只有當(dāng)苯環(huán)上有取代基時才出現(xiàn)這一對峰，強度是變化的；只有當(dāng)苯環(huán)上有取代基時才出現(xiàn)這一對峰，強度是變化的； 與與c=o、c=c、no2、cl、s、p等共軛時，等共軛時，1600 cm-1裂分為裂分為1600 cm-1和和1580 cm-1；強度增加。；強度增加。(2) 1500 cm-1譜帶一般比譜帶一般比1600 cm-1峰強峰強(3) 1450cm-1(s)與甲基不對稱變形振動、亞甲

14、基剪式振動譜帶與甲基不對稱變形振動、亞甲基剪式振動譜帶相重疊成寬峰相重疊成寬峰(1) (4) 在苯分子中在苯分子中1500，1450cm-1這一對峰簡并成這一對峰簡并成1485cm-1。所以常見到所以常見到1600、1480cm-1的峰的峰2021-10-252021-10-25譜峰數(shù)目只與取代情況有譜峰數(shù)目只與取代情況有關(guān)而與取代基種類無關(guān)。關(guān)而與取代基種類無關(guān)。3. arh面外變形振動面外變形振動：900650cm-1 (較強較強)4. ar-h變形振動的變形振動的倍頻吸收峰倍頻吸收峰20001650cm-1出現(xiàn)出現(xiàn)由由26個峰組成的特個峰組成的特征峰群，此倍頻區(qū)峰征峰群，此倍頻區(qū)峰的形狀

15、與特定的取代的形狀與特定的取代類型相關(guān)聯(lián)。類型相關(guān)聯(lián)。2021-10-25二甲苯三種異構(gòu)二甲苯三種異構(gòu)體的紅外光譜圖體的紅外光譜圖 2021-10-254 . 羰基化合物羰基化合物最大特征最大特征: (c=o) （常見常見1850 1650cm-1）共軛共軛效應(yīng)使效應(yīng)使（c=o）向向低波數(shù)低波數(shù)位移；位移；誘導(dǎo)誘導(dǎo)效應(yīng)使效應(yīng)使（c=o）向向高波數(shù)高波數(shù)位移。位移。注意：注意：波數(shù)波數(shù)-波長波長-能量能量之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。 酰胺酰胺 酮酮 醛醛 酯酯 酸酸 酸酐酸酐cm-1 ：1680 1715 1725 1735 1760 18172021-10-25（1）. 酮酮酮羰基酮羰基(co)：

16、17151710 cm-1。羰基如果和烯鍵羰基如果和烯鍵c=c共軛，羰基共軛，羰基(co)將移向低頻將移向低頻16801660 cm-1附近。附近。 hc oc hc cc 2021-10-25（2）. 醛醛特征特征1：醛羰基：醛羰基(co)：1725 cm-1。特征特征2：2820 cm-1 和和 2720 cm-1 弱的雙峰。弱的雙峰。 2021-10-25（3 3） 羧酸羧酸(o-h): 34002400(寬峰寬度寬峰寬度)(o-h)：1400，950900(c=o)：1710(-h) or 1760(c-o):13201220是紅外光譜中識別羧酸的主要是紅外光譜中識別羧酸的主要系列峰。

17、系列峰。 2021-10-25（4 4） 酯酯(1) (co)：1735 cm-1特征吸收峰。特征吸收峰。(2)(coc): 13001030 cm-1的強吸收峰，二個峰；的強吸收峰，二個峰；coc基團的不對稱和對稱伸縮振動；不對稱伸縮振基團的不對稱和對稱伸縮振動；不對稱伸縮振動的譜帶強、寬且穩(wěn)定，稱為酯譜帶。動的譜帶強、寬且穩(wěn)定，稱為酯譜帶。特征：特征：甲酸酯甲酸酯1180cm-1，乙酸酯，乙酸酯1240cm-1，丙酸以上的酯，丙酸以上的酯1190cm-1，甲酯，甲酯1165cm-12021-10-25(5) 酰胺酰胺酰胺的特征頻率酰胺的特征頻率: 酰胺結(jié)構(gòu)中既有羰基又有氨基酰胺結(jié)構(gòu)中既有羰

18、基又有氨基酰胺的特征頻率主要包括：酰胺的特征頻率主要包括： (n-h)伸縮振動伸縮振動: () 伯胺：伯胺：3500cm-1、3400cm-1出現(xiàn)雙峰出現(xiàn)雙峰 ( 游離態(tài)游離態(tài) ) 3350cm-1、3180cm-1出現(xiàn)強度相同雙峰出現(xiàn)強度相同雙峰 ( 締合態(tài)締合態(tài) )() 仲胺：仲胺：3450cm-1出現(xiàn)單尖峰出現(xiàn)單尖峰 ( 游離態(tài)，稀溶液游離態(tài)，稀溶液 )無論是游離態(tài)或締合態(tài)往往出現(xiàn)無論是游離態(tài)或締合態(tài)往往出現(xiàn)順式和反式結(jié)構(gòu)順式和反式結(jié)構(gòu) ( c=o與與nh基團在分子鏈的同側(cè)或異側(cè)基團在分子鏈的同側(cè)或異側(cè) ) ，造成單峰分裂成，造成單峰分裂成兩個吸收帶兩個吸收帶。所以，所以，n-h的伸縮振動都是雙峰的伸縮振動都是雙峰n-h面內(nèi)變形振動面內(nèi)變形振動n-h面外變形振動面外變形振動c=o伸縮振動伸縮振動c-n伸縮振動伸縮振動2021-10-25n-h面內(nèi)變形振動面內(nèi)變形振動n-h面外變形振動