第三節(jié) 有機化合物紅外光譜譜圖的基本特征

*第三節(jié)有機化合物紅外光譜譜圖的基本特征首先計算不飽和度：

當U=0時，表示分子是飽和的，應為鏈狀飽和烴及其不含雙鍵的衍生物；U=1時，可能有一個雙鍵或脂環(huán)；U=2時，可能有兩個雙鍵或脂環(huán)，也可能有一個叁鍵；U=4時，可能有一個苯環(huán)。*3000cm-1為分界線：>3000cm-1為不飽和烴<3000cm-1為飽和烴，另外可能是醇、酚、胺*一、飽和烷烴(b)CH的變形振動：在1460附近、1380附近及720~810cm-1會出現(xiàn)有關吸收。(c)C-C環(huán)的骨架振動,在720~1250cm-1。(a)CH的伸縮振動：基本在2975~2845cm-1之間，包括甲基、亞甲基和次甲基的對稱及不對稱伸縮振動。*飽和烴在飽和烴中1380cm-1為烷基異構化情況；1460cm-1為烷烴中的-CH2-，同時在720cm-1證明。例1：化合物C9H20的紅外光譜如下，寫出其結構式。*

解：計算不飽和度：

*庚烷CH3(CH2)5CH3的紅外光譜圖*紅外光譜*二、烯烴（1）烯烴有三個特征吸區(qū)

(a)3100~3000cm-1

，=CH

(b)1680~1620cm-1

，C=C(a)、(b)用于判斷烯鍵的存在與否。(c)l000~650cm-1，烯碳上質子的面外搖擺振動=CH，用于判斷烯碳上取代類型及順反異構。*烯烴

3030cm-1（弱）=C-H鏈中烴；3080（強）=CH2端位烯烴。1680-1630-C=C-（弱）反式：-CH=CH970-960cm-1順式：-CH=CH770-665cm-1*例2：化合物C6H12的紅外光譜如下，寫出其結構式。*解：*壬烯*1-己烯的紅外光譜圖*

***三、炔烴≡C-H3300cm-1一取代炔烴：R-C≡C-H2140cm-1-2100cm-1二取代炔烴：R-C≡C-R2260cm-1-2190cm-1例3：化合物C6H10的紅外光譜如下，寫出其結構式。*解：己炔HC≡C-CH2-CH2-CH2-CH3***四、芳香烴(1)苯環(huán)在四個區(qū)有其特征吸收：3100～3000、2000～1650、1625～1450及900～650cm-1.(2）=CH出現(xiàn)在3100-3000cm-1，常在3030cm-1附近。

(3)苯環(huán)的骨架振動：在1625-1450cm-1之間，可能有幾個吸收，強弱及個數皆與結構有關。其中以～1600cm-1和～1500cm-1兩個吸收為主。苯環(huán)與其他基團共軛時，～1600cm-1峰分裂為二，在～1580cm-1處又出現(xiàn)一個吸收?！?450cm-1也會有一吸收。（4）面外變形振動=CH在900-650cm-1，按其位置、吸收峰個數及強度可以用來判斷苯環(huán)上取代基個數及取代模式。*

（5）苯環(huán)質子的面外變形振動的倍頻及組合頻在2000~1650cm-1。也可以用于確定苯環(huán)取代類型。（6）其他除了上述按鄰接氫判斷在900~650cm-1的譜帶外，在這區(qū)域可能還會有另外的吸收出現(xiàn)。（a）間位二取代在725~680cm-1有強吸收。

(b)1、2、3-三取代化合物另外在745~705cm-1有強吸收。（c）1、3、5-三取代化合物另外在755~675cm-1有強吸收。*芳烴3030、1600、1580、1500、1450.670cm-1苯看3030、1600～1400有2～4個吸收峰，可確定為芳香烴化合物。從900cm-1-650cm-1區(qū)域出現(xiàn)的峰來確定取代基的數目和位置。*例題判斷有無芳烴的存在，并指出其波數。***

例題：化合物C9H12的紅外光譜如下，寫出其結構式。*解：*

例題：下圖為一個含有C、H、O的有機化合物的光譜圖，試問：（1）這個化合物是脂肪族還是芳香族？（2）是醇類還是酮類？（3）是否含有雙鍵或叁鍵？*推測C8H8純液體解：1）U

=1-8/2+8=52）峰歸屬3）可能的結構*五、醇和酚（1）醇和酚都含有羥基，有三個特征吸收帶：OH、OH和C-O。（2）羥基的伸縮振動OH在3670~3230cm-1(S)。游離的羥基OH尖,且大于3600cm-1；締合羥基移向低波數，峰加寬，小于3600cm-1。締合程度越大，峰越寬，越移向低波數處。水和NH在此有吸收。

*醇：O-H:3700-3200（變）游離O-H:3670-3580締合O-H:3550-3230OH:1410-1260（ｗ）C-O:1250-1000（ｓ）OH:750-650(s)酚：O-H:3705-3125(s)C=C:1650-1430(m)*1-辛醇的紅外光譜圖**苯酚的紅外光譜圖***六、醚（1）醚的特征吸收為碳氧碳鍵的伸縮振動和。

(a)脂肪族醚(R-O-R)：脂肪族醚中弱。在1150~1050cm-1(S)

(b)芳香族醚和乙烯基醚：

Ph-O-R、Ph-O-Ph和R-C=C-O-R’

1310~1020cm-1為強吸收1075~1020cm-1為強度較弱*（2）一般情況下，只用IR來判別醚是困難的。因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯類都會在1100~1250cm-1范圍有強的C-O吸收。***酰胺：1680～1630

羰基：1710～1730

醛C＝O～1725(vs)

雙峰：υCH：≈2820，≈2720（w）

酮C＝O～1715(vs)七、羰基化合物*

3-戊酮的紅外光譜圖**

苯甲醛的紅外光譜圖2820、2738cm-1為醛基的C-H伸縮振動，1703cm-1是C=O*八、酯(RCOOR’)（1）酯有兩個特征吸收，即υC=O和υC-O-C。（2）酯羰基的伸縮振動υC=O：

R-CO-OR’(RR’為烷基)1750~1735cm-1(S)Ph-CO-OR、C=C-CO-OR1730~1717cm-1(S)R-CO-O-C=C、R-CO-OPh1800~1770cm-1(S)(3)υC-O-C在1330~1050cm-1有兩個吸收帶，即和。其中在1330~1150cm-1，峰強度大而且寬，常為第一強峰。*酯(RCOOR’)υC=O：3450(w)(泛頻)υC=O:1770-1720(S)υCOC:1300-1000(S)*乙酸乙酯的紅外光譜圖1743為C=O，1243為是第一強峰。**九、羧酸OH：3400-2500(m)有高低不平很寬的峰C=O：1740～1690（m）OH：1450～1410（w）CO：1266～1205（m）

羧酸在液體和固體狀態(tài)，一般以二聚體形式存在，羧酸分子中既有羥基又有羰基，兩者的吸收皆有。

**苯甲酸的紅外光譜圖**十、胺（1）-NH2υNH

：3500-3300(m)，雙峰υNH：1650-1590(m，s)υC-N

脂肪族胺：1220~1020(m，w)υC-N芳香胺：1340~1250(S)（2）-NHυNH

：3500-3300(m)υNH：1650-1550(vw)υC-N

脂肪族胺：1220~1020(m，w)υC-N芳香胺：1350~1280(S)*

正丙胺的紅外光譜圖*Ph-CH2NH-Ph的紅外光譜

*十一、腈-C≡NυC≡N：2260-2240（s）（尖銳）**A3070,3025芳B2910,2860脂肪C2210*十二、硝基化合物（