紅外光譜法講稿2

1紅外光譜12023/2/11

2一、紅外解析步驟1、不飽和度（U）的確定不飽和度：有機(jī)分子中碳原子的飽和程度。即分子結(jié)構(gòu)式中距達(dá)到飽和所缺少的一價(jià)元素的“對(duì)”數(shù)。角標(biāo)數(shù)字代表元素價(jià)數(shù)。例如：C4H5N、C9H15NH:1價(jià)；O:2價(jià)；N:3價(jià)；C:4價(jià)3以3000cm1為界:高于3000cm1為不飽和碳C-H伸縮振動(dòng)吸收可能為烯,炔,芳香化合物低于3000cm1一般為飽和C-H伸縮振動(dòng)吸收（1）首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類型（2）分析3300~2800cm1區(qū)域C-H

伸縮振動(dòng)吸收2、未知物結(jié)構(gòu)確定4(3)若在稍高于3000cm1有吸收,

則應(yīng)在2250~1450cm1頻區(qū)分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動(dòng)吸收特征峰炔2200~2100cm1烯1680~1640cm1芳環(huán)1600,1580,1500,1450cm1烯或芳香化合物則應(yīng)解析指紋區(qū)

1000~650cm1頻區(qū)以確定取代基個(gè)數(shù)和位置5(5)解析時(shí)應(yīng)注意把描述各官能團(tuán)的相關(guān)峰聯(lián)系起來，以準(zhǔn)確判定官能團(tuán)的存在

如2820，2720和1750~1700cm1的三個(gè)峰說明醛基的存在(4)碳骨架類型確定后,再依據(jù)其他官能團(tuán),

如C=O,O-H,C-N等特征吸收來判定化合物的官能團(tuán)Whenyouanalyzethespectra,itiseasierifyoufollowaseriesofstepsinexaminingeachspectrum.

1.LookfirstforthecarbonylC::Oband.Lookforastrongbandat1820-1660cm-1.Thisbandisusuallythemostintenseabsorptionbandinaspectrum.Itwillhaveamediumwidth.Ifyouseethecarbonylband,lookforotherbandsassociatedwithfunctionalgroupsthatcontainthecarbonylbygoingtostep2.IfnoC::Obandispresent,checkforalcoholsandgotostep3.

2.IfaC::Oispresentyouwanttodetermineifitispartofanacid,anester,oranaldehydeorketone.Atthistimeyoumaynotbeabletodistinguishaldehydefromketoneandyouwillnotbeaskedtodoso.ACID

LookforindicationsthatanO-Hisalsopresent.Ithasabroadabsorptionnear3300-2500cm-1.ThisactuallywilloverlaptheC-Hstretch.TherewillalsobeaC-Osinglebondbandnear1100-1300cm-1.Lookforthecarbonylbandnear1725-1700cm-1.ESTER

LookforC-Oabsorptionofmediumintensitynear1300-1000cm-1.TherewillbenoO-Hband.ALDEHYDE

LookforaldehydetypeC-Habsorptionbands.ThesearetwoweakabsorptionstotherightoftheC-Hstretchnear2850cm-1and2750cm-1andarecausedbytheC-HbondthatispartoftheCHOaldehydefunctionalgroup.Lookforthecarbonylbandaround1740-1720cm-1.KETONE

TheweakaldehydeCHabsorptionbandswillbeabsent.LookforthecarbonylCObandaround1725-1705cm-1.3.Ifnocarbonylbandappearsinthespectrum,lookforanalcoholO-Hband.ALCOHOL

LookforthebroadOHbandnear3600-3300cm-1andaC-Oabsorptionbandnear1300-1000cm-1.4.IfnocarbonylbandsandnoO-Hbandsareinthespectrum,checkfordoublebonds,C::C,fromanaromaticoranalkene.

ALKENE

Lookforweakabsorptionnear1650cm-1foradoublebond.

TherewillbeaCHstretchbandnear3000cm-1.

AROMATIC

Lookforthebenzene,C::C,doublebondswhichappearasmediumtostrongabsorptionsintheregion1650-1450cm-1.TheCHstretchbandismuchweakerthaninalkenes.5.Ifnoneofthepreviousgroupscanbeidentified,youmayhaveanalkane.ALKANE

ThemainabsorptionwillbetheC-Hstretchnear3000cm-1.Thespectrumwillbesimplewithanotherbandnear1450cm-1.6.Ifthespectrumstillcannotbeassignedyoumayhaveanalkylbromide.ALKYLBROMIDE

LookfortheC-Hstretchandarelativelysimplespectrumwithanabsorptiontotherightof667cm-1.9二、紅外譜圖解析1．烷烴（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H)-（CH2）n-nδas1460cm-1

δs1380

cm-1CH3

CH2

δs1465cm-1CH2

d

720cm-1（水平搖擺）重疊

CH2

對(duì)稱伸縮2853cm-1±10CH3

對(duì)稱伸縮2872cm-1±10

CH2不對(duì)稱伸縮2926cm-1±10

CH3不對(duì)稱伸縮2962cm-1±10

3000cm-1

CH2

對(duì)稱伸縮2853cm-1±10CH3

對(duì)稱伸縮2872cm-1±10

CH2不對(duì)稱伸縮2926cm-1±10

CH3不對(duì)稱伸縮2962cm-1±10

3000cm-1

LinkLinkLink101380cm-1

對(duì)結(jié)構(gòu)敏感可作為判斷分子中有無甲基存在的依據(jù)：⑴．孤立的甲基在1380cm-1

出現(xiàn)單峰，其強(qiáng)度隨甲基數(shù)目增加而增強(qiáng)．⑵．當(dāng)兩個(gè)甲基和同一碳原子相連時(shí)，1380cm-1

出現(xiàn)雙峰，且強(qiáng)度相等1:1(C)CH3

CH3

⑶．叔丁基－C－CH3

在1380cm-1

附近出現(xiàn)了強(qiáng)度一強(qiáng)

一弱的雙峰，強(qiáng)度比為1:2（低頻峰比高頻峰的強(qiáng)度大2倍．)用1380cm-1

吸收峰識(shí)別甲基，很有特征CH3CH311HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3CH3δs

C—C骨架振動(dòng)

1:11155cm-11170cm-1CCH3CH31391-1381cm-11368-1366cm-14:51195cm-1

CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21250cm-1a)由于支鏈的引入，使CH3的對(duì)稱變形振動(dòng)發(fā)生變化。b)C—C骨架振動(dòng)明顯(1385)(1370)(1390)(1365)LinkLinkLinkLinkLinkLinkνC—C:1200cm-1LinkLink12c)

CH2面外變形振動(dòng)—(CH2)n—，證明長碳鏈的存在。n=1770~785cm-1

（中）

n=2740~750cm-1（中）

n=3730~740cm-1

（中）

n≥722cm-1

（中強(qiáng)）

d)

CH2和CH3的相對(duì)含量也可以由1460cm-1和1380cm-1的峰強(qiáng)度估算強(qiáng)度cm-1150014001300正二十八烷cm-1150014001300正十二烷cm-1150014001300正庚烷Link13142.烯烴，炔烴伸縮振動(dòng)變形振動(dòng)a)C-H伸縮振動(dòng)(>3000cm-1)

3080cm-1

3030cm-1

3080cm-1

3030cm-1

3300cm-1

υ（C-H）3080-3030cm-1

2900-2800cm-13000cm-115b)C=C伸縮振動(dòng)(1680-1630cm-1

)1660cm-1

分界線υ（C=C）反式烯三取代烯四取代烯1680-1665cm-1

弱，尖順式烯乙烯基烯亞乙烯基烯1660-1630cm-1

中強(qiáng)，尖LinkLinkLink16ⅰ分界線1660cm-1

ⅱ順強(qiáng)，反弱ⅲ四取代（不與O，N等相連）無υ（C=C）峰ⅳ端烯的強(qiáng)度強(qiáng)ⅴ共軛使υ（C=C）下降20-30cm-1

2140-2100cm-1

（弱）

2260-2190cm-1

（弱）總結(jié)Link17c)C-H變形振動(dòng)(1000-700

cm-1

)面內(nèi)變形（=C-H）1400-1420cm-1

（弱）面外變形（=C-H）

1000-700cm-1

（有價(jià)值）（=C-H）970cm-1（強(qiáng)）

790-840cm-1

（820cm-1）

610-700cm-1（強(qiáng)）

2：1375-1225

cm-1（弱）

800-650cm-1（690cm-1）990cm-1910

cm-1

（強(qiáng)）2：1850-1780

cm-1

890cm-1（強(qiáng)）2：1800-1780

cm-1

（=C-H）LinkLinkLinkLinkLink18譜圖（990、910）（970）對(duì)比烯烴順反異構(gòu)體690970213、芳香烴類3030cm-1A）υC＝C－H

B）苯環(huán)骨架～1600～1585～1500～1450cm-1

C）泛頻區(qū)2000～1666cm-1D）面外彎曲900～690cm-1

Link取代類型C-H面外彎曲振動(dòng)吸收峰位置（cm-1）苯670單取代750，690二取代1，2-7501，3-

(880),780，6901，4-860～800LinkLinkLinkLinkLinkLinkLinkLinkLinkLinkLink取代類型C-H面外彎曲振動(dòng)吸收峰位置（cm-1）苯670單取代750，690二取代1，2-7501，3-690，7801，4-860～800三取代1，2，3-780-760，745-7051，2，4-885-870，825-8051，3，5-865-810，730-675四取代1，2，3，4-810-8001，2，3，5-850-8401，2，4，5-870-855五取代87023241.推測C8H8純液體解：1）

=1-8/2+8=52）峰歸屬

3）可能的結(jié)構(gòu)LinkLinkLinkLink251）不：12）3008，1650烯3）990，910單取代烯烴例2LinkLink261）不：42）3050；1600，1500760，700單取代苯3）1380異丙基例3:LinkLinkLink271）800對(duì)位取代例4:Link28例5:LinkLinkLink2930例6:LinkLinkLinkLink3132例7:LinkLinkLinkLink3334例8:LinkLink3536例9:Link3738例10:LinkLink39404.醇、酚（—OH）

O—H，C—Oa)-OH伸縮振動(dòng)(>3600cm-1)b)碳氧伸縮振動(dòng)(1100cm-1)β游離醇，酚伯-OH3640cm-1仲-OH3630cm-1叔-OH3620cm-1酚-OH3610cm-1υ（—OH）

υ（C-O）

1050cm-11100cm-11150cm-11200cm-1α支化：-15cm-1α不飽和：-30cm-1LinkLinkLinkLink41—OH基團(tuán)特性

雙分子締合（二聚體）3550-3450

cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200

cm-1分子內(nèi)氫鍵：分子間氫鍵：多元醇（如1，2-二醇）3600-3500

cm-1螯合鍵（和C=O，NO2等）3200-3500

cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200

cm-1

分子間氫鍵隨濃度而變，而分子內(nèi)氫鍵不隨濃度而變。水（溶液）3710cm-1水（固體）3300cm-1結(jié)晶水3600-3450cm-1423515cm-10．01M0．1M0．25M1．0M3640cm-13350cm-1

乙醇在四氯化碳中不同濃度的IR圖2950cm-12895

cm-1434445脂族和環(huán)的C-O-Cυas

1150-1070cm-1

芳族和乙烯基的=C-O-Cυas

1275-1200cm-1（1250cm-1

）υs

1075-1020cm-15.醚（C—O—C）脂族R-OCH3υs(CH3)2830-2815cm-1芳族Ar-OCH3υs(CH3)~2850cm-1（1050）466．醛、酮47

－C1850~1800cm-1

兩個(gè)峰酸酐O

－C1780~1740cm-1

由于振動(dòng)偶合酮R－C－R’1725~1705cm-1

醛R－C－H1740~1720cm-1

酰胺－C－NH2

1700~1680cm-1

OOOOOOOO羧酸－C－OH1725~1705cm-1

酯R－C－OR’1740~1710cm-1

酰鹵R－C－X1815~1720cm-1

LinkLink醛Link雙峰原因→費(fèi)米共振Link511）不：02）3340，1100醇3）借助其它方法例11:Link521）不飽和度：(8228)2=5

大于4，一般有苯環(huán)，C6H53）1710cm1，C=O，

2820，2720cm1，醛基2）3000cm1以上，不飽和C-H伸縮可能為烯，炔，芳香化合物

1600，1580cm1，含有苯環(huán)指紋區(qū)780，690cm1，間位取代苯4）結(jié)合化合物的分子式此化合物為間甲基苯甲醛171078069028202720例12化合物C8H8O的紅外譜圖LinkLink531）不飽和度：(3224)2=2可能為烯，炔及含有羰基的化合物2）3300cm1處寬帶，羥基結(jié)合1040cm1處的吸收，可推測含有O-H,

由此可排除含有羰基的可能性3）2110cm1處的吸收，可知此化合物有碳碳三鍵吸收結(jié)合化合物的分子式可知此化合物為2-丙炔醇211010403300例13C3H4OLinkLink541)不飽和度：(7228)2=4可能含有苯環(huán)2)3000cm1以上，以及1600，1500cm1表明含有苯環(huán)（-C6H5）

770，700cm1表明苯環(huán)取代為單取代3)分子式為C7H8O，除去苯環(huán)(-C6H5)，取代基為CH3O，苯甲醚(?)苯甲醇(?)3300cm1()，1250，1040cm1()

芳香脂肪醚C-O的吸收表明此化合物為苯甲醚1600150077070012501040例14C7H8OLink551）不：42）3000，1600，1500苯3）3300（×），1250，1050

芳香脂肪醚4）750，鄰位取代例15:LinkLink56例16:

1)不：12）2820，2720；1730醛3）C3H7-;1380裂分異丙基4)NMRCheck13861369LinkLink57例17:1）不：52）苯；3）1685，共軛C=O4)C6H5-C=O-5)NMRLink58例18:LinkLink5960例19:6162例20:LinkLink63646．羧酸及其衍生物羧酸的紅外光譜圖締合：~1715游離：~1760υC=O66酰胺的紅外光譜圖√√√√√√√Link68酸酐的紅外光譜圖υC=O

~1800附近出現(xiàn)兩強(qiáng)度不等吸收帶υC-O在1300~900，寬且強(qiáng)υC=O

~1800附近出現(xiàn)υC-X在1250~910,峰形寬酰氯的紅外光譜圖708.氰基化合物的紅外光譜圖υC≡N=2275-2220cm-1Link719.硝基化合物的紅外光譜圖υAS（N=O）=1565-1545cm-1υS（N=O）=1385-1350cm-1脂肪族芳香族υS（N=O）=1365-1290cm-1υAS（N=O）=1550-1500cm-17221.推測C4H8O2的結(jié)構(gòu)解：1）=1-8/2+4=12）峰歸屬

3）可能的結(jié)構(gòu)7322.C8H7N，確定結(jié)構(gòu)解：1）

=1-（1-7）/2+8=62）峰歸屬

3）可能的結(jié)構(gòu)LinkLinkLinkCH3CH2COOH例23:1）不：12）3000，O-H；酸930，O-H,3)1700,C=O4)1230，C-O例24:1)不：12）3350，3180，-NH2

1680,1580,伯酰胺LinkLink例25

1)不：32）2240，3300(×),CN3)3100,1620,C=C4)975,870單取代烯

Link26.某化合物的分子式C6H14，紅外譜圖如下，試推測該化合物的結(jié)構(gòu)。Link78從譜圖看，譜峰少，峰形尖銳，譜圖相對(duì)簡單，可能化合物為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。從分子式可看出該化合物為烴類，不飽和度的計(jì)算：U=（6×2+2-14）/2=0表明該化合物為飽和烴類。由于1380cm-1的吸收峰為一單峰，表明無偕二甲基存在。775cm-1的峰表明亞甲基基團(tuán)是獨(dú)立存在的。因此結(jié)構(gòu)式應(yīng)為：由于化合物分子量較小，精細(xì)結(jié)構(gòu)較為明顯，當(dāng)化合物的分子量較高時(shí)，由于吸收帶的相互重疊，其紅外吸收帶較寬。解答79譜峰歸屬

3000-2800cm-1：飽和C—H的反對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)（甲基：2960和2872cm-1，亞甲基：2926和2853cm-1）。1461cm-1：亞甲基和甲基彎曲振動(dòng)（分別為1470和1460cm-1）。1380cm-1：甲基彎曲振動(dòng)(1380cm-1)。775cm-1：乙基—CH2—的平面搖擺振動(dòng)（780cm-1）。27.試推斷化合物C4H5N的結(jié)構(gòu)Link81解答

不飽和度計(jì)算：U=（4×2+2-5+1）/2=3由不飽和度分析，分子中可能存在一個(gè)雙鍵和一個(gè)叁鍵。由于分子中含N，可能分子中存在—CN基團(tuán)。由紅外譜圖看：從譜圖的高頻區(qū)可看到:2260cm-1，氰基的伸縮振動(dòng)吸收；1647cm-1

，乙烯基的—C=C—伸縮振動(dòng)吸收?？赏茰y分子結(jié)構(gòu)為：由1865，990，935cm-1：表明為末端乙烯基。1418cm-1：亞甲基的彎曲振動(dòng)（1470cm-1，受到兩側(cè)不飽和基團(tuán)的影響，向低波數(shù)位移）和末端乙烯基彎曲振動(dòng)（1400cm-1）。驗(yàn)證推測正確。82例28:8384例29:8586例30:8731.試推斷化合物C7H9N的結(jié)構(gòu)89解答

不飽和度的計(jì)算：U=（7×2+2-9+1）/2=4不飽和度為4，可能分子中有多個(gè)雙鍵，或者含有一個(gè)苯環(huán)。3520和3430cm-1：兩個(gè)中等強(qiáng)