第三節(jié) 有機(jī)化合物紅外光譜譜圖的基本特征

1、2021-12-18整理課件1首先計(jì)算不飽和度：首先計(jì)算不飽和度： w當(dāng)當(dāng)U=0時(shí)，表示分子是飽和的，應(yīng)為鏈狀飽和烴及其不含時(shí)，表示分子是飽和的，應(yīng)為鏈狀飽和烴及其不含 雙鍵的衍生物；雙鍵的衍生物；wU=1時(shí)，可能有一個(gè)雙鍵或脂環(huán)；時(shí)，可能有一個(gè)雙鍵或脂環(huán)；wU=2時(shí)，可能有兩個(gè)雙鍵或脂環(huán)，也可能有一個(gè)叁鍵；時(shí)，可能有兩個(gè)雙鍵或脂環(huán)，也可能有一個(gè)叁鍵；U=4時(shí)，可能有一個(gè)苯環(huán)。時(shí)，可能有一個(gè)苯環(huán)。2021-12-18整理課件23000cm-1為分界線：為分界線：30003000cm-1為不飽和烴為不飽和烴30003000cm-1為飽和烴，另外為飽和烴，另外可能是醇、酚、可能是醇、酚、胺胺202

2、1-12-18整理課件3 (b)CH的變形振動(dòng)：在的變形振動(dòng)：在1460附近、附近、1380附近及附近及 720810cm-1會(huì)出現(xiàn)有關(guān)吸收。會(huì)出現(xiàn)有關(guān)吸收。 (c)C-C環(huán)的骨架振動(dòng)環(huán)的骨架振動(dòng),在在7201250cm-1。 (a)CH的伸縮振動(dòng)：基本在的伸縮振動(dòng)：基本在29752845cm-1之間，包括之間，包括甲基、亞甲基和次甲基的對(duì)稱及不對(duì)稱伸縮振動(dòng)。甲基、亞甲基和次甲基的對(duì)稱及不對(duì)稱伸縮振動(dòng)。 2021-12-18整理課件4飽和烴飽和烴 在飽和烴中在飽和烴中1380cm-1為烷基為烷基異構(gòu)化情況；異構(gòu)化情況； 1460cm-1為烷烴中為烷烴中的的-CH2-， 同時(shí)在同時(shí)在720cm-

3、1證證明。明。w例例1 1：化合物：化合物C C9 9H H2020的紅外光譜如的紅外光譜如下，寫出其結(jié)構(gòu)式。下，寫出其結(jié)構(gòu)式。2021-12-18整理課件5 w解：計(jì)算不飽和度：解：計(jì)算不飽和度： 2021-12-18整理課件6 庚烷庚烷CH3(CH2)5CH3的紅外光譜圖的紅外光譜圖2021-12-18整理課件7CH3CHCH2CHCH3CH3CH3紅外光譜紅外光譜2021-12-18整理課件8二、二、 烯烴烯烴（1）烯烴有三個(gè)特征吸）烯烴有三個(gè)特征吸 區(qū)區(qū) (a)31003000cm-1 ， =CH (b)16801620cm-1 ， C=C (a) 、(b)用于判斷烯鍵用于判斷烯鍵的存

4、在與否。的存在與否。 (c)l000650cm-1，烯碳上質(zhì)子的面外搖擺振動(dòng)，烯碳上質(zhì)子的面外搖擺振動(dòng) =CH，用于判斷烯碳上取代類型及順?lè)串悩?gòu)。用于判斷烯碳上取代類型及順?lè)串悩?gòu)。2021-12-18整理課件9烯烴烯烴 3030 cm-1 （弱）（弱）=C-H鏈中烴；鏈中烴； 3080（強(qiáng)）（強(qiáng)）=CH2端位烯烴。端位烯烴。 1680-1630 -C=C-（弱）（弱）反式：反式：-CH=CH 970-960cm-CH=CH 970-960cm-1-1順式：順式：-CH=CH 770-665cm-CH=CH 770-665cm-1-12021-12-18整理課件10w例例2 2：化合物：化合物C

5、 C6 6H H1212的紅外光譜如下，寫的紅外光譜如下，寫出其結(jié)構(gòu)式。出其結(jié)構(gòu)式。2021-12-18整理課件11w解：解：2021-12-18整理課件12壬烯2021-12-18整理課件131-己烯的紅外光譜圖己烯的紅外光譜圖2021-12-18整理課件14 2021-12-18整理課件152021-12-18整理課件162021-12-18整理課件17三、炔烴三、炔烴wC-H 3300 cm-1 一取代炔烴：一取代炔烴： R-CC-H 2140 cm-1 -2100cm-1 二取代炔烴：二取代炔烴： R-CC-R 2260 cm-1 -2190 cm-1w例例3 3：化合物：化合物C C

6、6 6H H1010的紅的紅外光譜如下，寫出其外光譜如下，寫出其結(jié)構(gòu)式。結(jié)構(gòu)式。2021-12-18整理課件18w解：解：w己炔己炔wHCC-CHHCC-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH3 32021-12-18整理課件192021-12-18整理課件202021-12-18整理課件21四、芳香烴四、芳香烴(1)(1)苯環(huán)在四個(gè)區(qū)有其特征吸收：苯環(huán)在四個(gè)區(qū)有其特征吸收：3100310030003000、2000200016501650、1625162514501450及及900900650cm650cm-1-1. .(2(2） =CH=CH出現(xiàn)在出現(xiàn)在3100-300

7、0cm3100-3000cm-1-1，常在，常在3030cm3030cm-1-1附近。附近。 (3)(3)苯環(huán)的骨架振動(dòng)：在苯環(huán)的骨架振動(dòng)：在1625-1450cm1625-1450cm-1-1之間，可能有幾個(gè)吸收，之間，可能有幾個(gè)吸收，強(qiáng)弱及個(gè)數(shù)皆與結(jié)構(gòu)有關(guān)。強(qiáng)弱及個(gè)數(shù)皆與結(jié)構(gòu)有關(guān)。 其中以其中以1600cm1600cm-1-1和和1500cm1500cm-1-1兩個(gè)吸收為主。兩個(gè)吸收為主。苯環(huán)與其他基團(tuán)共軛時(shí)，苯環(huán)與其他基團(tuán)共軛時(shí)，1600cm1600cm-1-1峰分裂為二，在峰分裂為二，在1580cm1580cm-1-1處又出現(xiàn)一個(gè)吸收。處又出現(xiàn)一個(gè)吸收。1450cm1450cm-1-1

8、也會(huì)有一吸收。也會(huì)有一吸收。（4 4）面外變形振動(dòng)）面外變形振動(dòng) =CH=CH在在900-650cm900-650cm-1-1，按其位置、吸收峰個(gè)，按其位置、吸收峰個(gè)數(shù)及強(qiáng)度可以用來(lái)判斷苯環(huán)上取代基個(gè)數(shù)及取代模式。數(shù)及強(qiáng)度可以用來(lái)判斷苯環(huán)上取代基個(gè)數(shù)及取代模式。2021-12-18整理課件22 （5）苯環(huán)質(zhì)子的面外變形振動(dòng)的倍頻及組合頻在）苯環(huán)質(zhì)子的面外變形振動(dòng)的倍頻及組合頻在20001650cm-1。也可以用于確定苯環(huán)取代類型。也可以用于確定苯環(huán)取代類型。 （6）其他）其他 除了上述按鄰接氫判斷在除了上述按鄰接氫判斷在900650cm-1的譜帶外，在的譜帶外，在這區(qū)域可能還會(huì)有另外的吸收出現(xiàn)

9、。這區(qū)域可能還會(huì)有另外的吸收出現(xiàn)。 （a）間位二取代在）間位二取代在725680cm-1有強(qiáng)吸收。有強(qiáng)吸收。 (b)1、2、3-三取代化合物另外在三取代化合物另外在745705cm-1有強(qiáng)有強(qiáng)吸收。吸收。 （c）1、3、5 - 三取代化合物另外在三取代化合物另外在755675cm-1有有強(qiáng)吸收。強(qiáng)吸收。2021-12-18整理課件23芳烴芳烴w30303030、16001600、15801580、15001500、14501450. .w670670cmcm-1-1苯苯 看看30303030、160016001 1400400有有2 24 4個(gè)吸收峰，可個(gè)吸收峰，可確定為芳香烴化合物。確定為芳

10、香烴化合物。 從從900 900 cmcm-1-1 -650 -650 cmcm-1-1區(qū)域出現(xiàn)的峰來(lái)確定區(qū)域出現(xiàn)的峰來(lái)確定取代基的數(shù)目和位置。取代基的數(shù)目和位置。2021-12-18整理課件242021-12-18整理課件252021-12-18整理課件262021-12-18整理課件27 w例題：化合物例題：化合物C C9 9H H1212的紅外光譜如下，寫的紅外光譜如下，寫出其結(jié)構(gòu)式。出其結(jié)構(gòu)式。 2021-12-18整理課件28w解：解：2021-12-18整理課件29 例題：下例題：下圖為一個(gè)含有圖為一個(gè)含有C、H、O的有機(jī)化合物的的有機(jī)化合物的光譜圖，試問(wèn)：光譜圖，試問(wèn)： （1）這

11、個(gè)化合物是脂肪族還是芳香族？）這個(gè)化合物是脂肪族還是芳香族？ （2）是醇類還是酮類？）是醇類還是酮類？ （3）是否含有雙鍵或叁鍵？）是否含有雙鍵或叁鍵？ 2021-12-18整理課件30推測(cè)推測(cè)C8H8純液體純液體 解：解：1）U =1-8/2+8=52）峰歸屬峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu)）可能的結(jié)構(gòu) HC CH22021-12-18整理課件31五、醇和酚五、醇和酚（1）醇和酚都含有羥基，有三個(gè)特征吸收帶：）醇和酚都含有羥基，有三個(gè)特征吸收帶： OH、 OH和和 C-O。 （2）羥基的伸縮振動(dòng)）羥基的伸縮振動(dòng) OH在在36703230cm-1(S)。 游離的羥基游離的羥基 OH尖尖,且大于且大于36

12、00cm-1； 締合羥基移向低波數(shù)，峰加寬，小于締合羥基移向低波數(shù)，峰加寬，小于3600cm-1。 締合程度越大，峰越寬，越移向低波數(shù)處。締合程度越大，峰越寬，越移向低波數(shù)處。 水和水和NH在此有吸收。在此有吸收。 2021-12-18整理課件32w醇：醇：w O-H:3700-3200（變）（變）w游離游離 O-H: 3670-3580w締合締合 O-H: 3550-3230w OH: 1410-1260（）（）w C-O: 1250-1000（）（）w OH: 750-650 (s)酚：酚： O-H: 3705-3125(s) C=C: 1650-1430(m)2021-12-18整理課件

13、33 1-辛醇的紅外光譜圖辛醇的紅外光譜圖2021-12-18整理課件342021-12-18整理課件35 苯酚的紅外光譜圖苯酚的紅外光譜圖2021-12-18整理課件362021-12-18整理課件372021-12-18整理課件38六、醚六、醚（1）醚的特征吸收為碳氧碳鍵的伸縮振動(dòng)）醚的特征吸收為碳氧碳鍵的伸縮振動(dòng) 和和 。 C O CasC O Cs (a)脂肪族醚脂肪族醚(R-O-R)： 脂肪族醚中脂肪族醚中 弱。弱。 在在 11501050cm-1(S)C O CasC O Cs (b)芳香族醚和乙烯基醚：芳香族醚和乙烯基醚： Ph-O-R、Ph-O-Ph和和R-C=C-O-R 13

14、101020cm-1為為 強(qiáng)吸收強(qiáng)吸收 10751020cm-1為為 強(qiáng)度較弱強(qiáng)度較弱 C O CasC O Cs2021-12-18整理課件39（2）一般情況下，只用）一般情況下，只用IR來(lái)判別醚是困難的。來(lái)判別醚是困難的。因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯類都會(huì)因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯類都會(huì)在在11001250cm-1范圍有強(qiáng)的范圍有強(qiáng)的 C-O吸收。吸收。2021-12-18整理課件402021-12-18整理課件412021-12-18整理課件42 酰胺：酰胺： 16801630 羰基：羰基： 171 1710 0 17301730 醛醛 C CO O 171725(vs

15、)25(vs) 雙峰：雙峰：CH：2820， 2720 （w） 酮酮 C CO O 17151715(vs)(vs)七、羰基化合物七、羰基化合物2021-12-18整理課件43 3-戊酮的紅外光譜圖戊酮的紅外光譜圖2021-12-18整理課件442021-12-18整理課件45 苯甲醛的紅外光譜圖苯甲醛的紅外光譜圖2820、2738cm-1為醛基的為醛基的C-H伸縮振動(dòng)，伸縮振動(dòng)，1703cm-1是是 C=O2021-12-18整理課件46八、酯八、酯 (RCOOR)（1）酯有兩個(gè)特征吸收，即）酯有兩個(gè)特征吸收，即C=O和和C-O-C。（2）酯羰基的伸縮振動(dòng)）酯羰基的伸縮振動(dòng)C=O： R-CO

16、-OR (RR為烷基為烷基) 17501735cm-1(S) Ph-CO-OR 、C=C-CO-OR 17301717cm-1(S) R-CO-O-C=C 、R-CO-OPh 18001770cm-1(S)(3)C-O-C 在在13301050cm-1有兩個(gè)吸收帶，即有兩個(gè)吸收帶，即 和和 。 其中其中 在在13301150cm-1，峰強(qiáng)度大而且寬，常，峰強(qiáng)度大而且寬，常為第一強(qiáng)峰。為第一強(qiáng)峰。cocascocscocas2021-12-18整理課件47酯酯(RCOOR(RCOOR) )wC=OC=O：3450(w)(3450(w)(泛頻泛頻) )wC=OC=O: 1770-1720(S):

17、1770-1720(S)wCOCCOC: 1300-1000(S): 1300-1000(S)2021-12-18整理課件48 乙酸乙酯的紅外光譜圖乙酸乙酯的紅外光譜圖 1743為為 C=O， 1243為為 是第一強(qiáng)峰。是第一強(qiáng)峰。cocas2021-12-18整理課件492021-12-18整理課件50九、羧酸九、羧酸w OH：3400-2500(m) 有高低不平很寬的峰有高低不平很寬的峰w C=O：17401690（m）w OH：14501410（w）w CO：12661205（m）R-COHOOHOC-R 羧酸在液體和固體狀態(tài)，一般以二聚體形式存在，羧酸在液體和固體狀態(tài)，一般以二聚體形式

18、存在， 羧酸分子中既有羥基又有羰基，兩者的吸收皆有。羧酸分子中既有羥基又有羰基，兩者的吸收皆有。 2021-12-18整理課件512021-12-18整理課件52 苯甲酸的紅外光譜圖苯甲酸的紅外光譜圖2021-12-18整理課件532021-12-18整理課件54十、胺十、胺（1 1）-NH-NH2 2 NHNH ：3500-3300(m)3500-3300(m)，雙峰，雙峰 NHNH：1650-1590(m1650-1590(m，s)s)C-N 脂肪族胺：脂肪族胺：12201020 (m，w)C-N 芳香胺：芳香胺：13401250 (S)（2 2）-NH-NHNHNH ：3500-3300(m)3500-3