華科有機分析藥理課件紅外2010學生

ChapterInfraredabsorptionspectroscopy;QE0.05~1.0EVE轉0.0001~

微/cm-

分子躍遷類

泛頻、振動參考晶格振適用范 有機官能定量分

和轉

和純轉無機礦物金屬有機定義紅外光譜的表示T橫坐標為波長λ（μm）或波數(shù)σ（cm-紅外光譜的例：— 第一節(jié)IR一、分子振動一、分子振動能級和振振動化學鍵的振動類似于連接兩個小球的分子的振動能級（量子化）：V：振動量子：化學鍵的分子中不同EV=Vh光的能

也就是說，只有當EV=EL或者L=V.時，才可分子吸收輻射產生振轉躍遷必須條件一：輻射光子的能量應與振基頻峰和泛

L=在常溫下絕大多數(shù)分子處于基態(tài)(V0)，由基態(tài)躍遷到第一振動激發(fā)態(tài)(V=1)，△V=1，則L振動L=基頻峰和泛泛頻（即LV2885.9cm->5668.0cm->8346.9cm->10923.1cm->13396.5cm-(2).泛頻泛倍頻峰峰合頻

L1差頻峰（即=2--產生的峰1振動頻Hooke

頻率)1 k藥學院本k考

式中：k—化學鍵的力常數(shù)，單位為N.cm-μ—折合質量，單位為

m1ν k(cm1 u' A其中:1307

NA105);N

6.231023ν

k(cm1鍵的K/1010N?cm-②成鍵原子的質量m1或m2↓，則ν或σ↑?；瘜W N -

3000-3600cm-

苯⑥1600～1450(多峰

＞1700(孤立＜1700(共軛（二）振動伸縮彎曲振動（）第一節(jié)IR一、分子振動能級和振伸縮振動(srthirat變的振動稱為伸縮振動。符號v表示。分為稱伸不對稱伸縮振動子子AX2

AX3型 ~ ~ AX2型分

AX3型分CH2

~

~彎曲振動(bendingvibration)（變形振動，變角振動鍵角發(fā)生周期性變化而鍵長不變的振分為：面內、面外、對稱及不對稱彎曲振動等形面內彎曲振動β 剪式（δ）及面內搖擺振動（ρ）兩種剪式振動AX2型分

~1465面內搖擺AX2型分

~—(CH2)n—n（2）面外彎曲振動(γ)面外搖擺AX2型分

CH

~一個X原子在面上，一個X

τCH

~（3）變形振動：多個化學鍵端的原子相對于分子稱的變形振動AX3型分s

~②不對稱的變形振動AX3

~伸縮亞甲CHCH

~ cm~2925cm~ cm

δCH33

~ cm~1375cmCH

~720cmsCH

~ cm

CH第一節(jié)IR一一、分子振動能級和振（三）振動自由度與振動自由度：分子獨立的振動數(shù)目或分子振動自由3N平動自由度轉動自由度 非線型分子F非線性分子OH3756cm-

OH3652cm-

δOH1595cm-s

線性分子

δC=O667cm-

γC=O667cm-第一節(jié)IR一一、分子振動能級和振二、紅外吸收二、紅外吸收光譜產生的條件和吸收(一)、紅外吸收光譜產生的

δC=O667cm-

γC=O667cm-為什么會出現(xiàn)基本振動吸收峰數(shù)少于振動自由度簡紅外非活性電磁磁交變

偶極子在交變電場只有發(fā)生偶極矩變化(0)的振動才能引 O如O

OCas OC

例：四氯CH3CCCH3CH3-CH2-CC-H

-C-C(一)、紅外吸收光譜產生的紅外輻射的頻率與科νLνV科分子振動過程中，必須伴隨(二)、吸收峰的譜帶的絕對強度，用摩爾吸光系數(shù)εε吸收譜帶表示躍遷幾率與振動過程中偶極矩的變化△μμ，躍遷幾率，譜帶強度↑電負性相差，Δμ↑譜帶強度對稱性↑，振 極矩的變化完全對稱的結構，Δμ=0Δμ0νas＞ν 第一節(jié)IR一一、分子振動能級和振二、紅外吸收二、紅外吸收光譜產生的條件和吸收三、三、經驗Kμ↓，基頻峰的ν例νCH、νOH、νNH峰出現(xiàn)在圖譜的高波數(shù)區(qū)（左端μ相同學CC＞C＝H＞C－H；CN＞C＝N＞C－N；C＝O＞μK相同ν＞β＞γ例：νC-H＞βC-H＞γC-（四）影響峰位分子內部結構使吸收峰向高頻方向移動R化合R

OOF←C→FORCδORCδ化合

cm-化化合

CO CO ，雙鍵性KνO

R' R' (3)空間由于空間阻隔，分子平面與雙鍵不在同一平面，此共效降紅峰向 。O

CHC=O=1663cm-O

CH

C=O=1686cm-五元環(huán)>六元環(huán)。隨環(huán)張力增加，紅外峰向數(shù)移 3060-3030cm- 2900-2800cm-C1576cmC2

1781cm-1678cm-1611cm-1644cm-

CC

1657cm-1651cm-互變OCH3

CH2 OC2H5

CH3

OC2H5（A） 1738cm-

藥學院本科） 1650cm-

1717cm-

強度較小，與νC=C 3000cm-氫

∶ CH 2835cm-（3700～3125cm-

(形成分子內H鍵νC=O(締合)1622cm-（游離）1675cm-νOH(締合)2843cm-

(未形成分子內H鍵νC=O(游離)1676cm-1673cm-νOH(游離3615cm- H

二聚體3200～2500cm-游離（3650～3600cm-

二聚體1710cm-游離（1760cm-藥t院本科參

)N

～3640cm-

～3515cm- ～3350cm-（Fermi 外部因(1)溶劑效極性基團的伸縮振動頻率通常隨溶劑極性增加而降低 學7m-乙醚C=O=1735cm-1乙醇C=O=1720cm-1因此紅外光譜通常需在非極性溶劑（2）通，物質由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。在液態(tài)時，=1718cm-; 氣態(tài)時=172m-1，因此在查閱標準院，注意試樣狀態(tài)制樣方法（五）、特征區(qū) 用于確定官能團

干擾單鍵區(qū)、雙鍵區(qū) k單鍵區(qū)、雙鍵區(qū) k(m1m22c m1m2

官能團特征頻藥

氫鍵 叁鍵區(qū)雙鍵伸 振

苯C－CC－HC－OO－HC－NC－CC－HC－OO－HC－NδδC－H——C－H鍵的彎曲特征區(qū)(4000～1300cm-1)高頻包含H的各種單鍵、雙鍵和三鍵的伸縮振動及面、特點：學 ，易辨、注解析中作①化合物具有哪些基②確定化合物是芳香族、脂肪族飽和及不飽和化合區(qū)(1300～400cm-1)低頻特點：注：相關峰常出科參解析中作①作為化合②確定化合第一節(jié)IR一一、分子振動能級和振二、紅外吸收二、紅外吸收光譜產生的條件和吸收三、三、四、四、特征峰與相特征峰(characteristicabsorption(correlationabsorption

圖。。

sCH2

3090cm1639cm明確特征分析有明確特征分析有關記住特征頻率四、羰基化合五、五、含氮有機化（一）烷C-H彎曲振

δas1460cm- δs1380cm-1 藥學CH參465cm-1

ρ720cm-1（水平搖擺CH3對稱伸縮2872cm-1±10CH3不對稱伸縮2962cm-C

1250~弱中由于支鏈的引入，使CH3由于支鏈的引入，C—C骨架振動H CH3

CH3

C—C骨架1155cm-1170cm-CCCC

1195cm-1250cm-CH2面外變形振動—(CH2)n—，n=1770~785cm-1（中） 740~750cm-1（中）n=3730~740cm-1（中） 722cm-1（中強）CH2和CH3的相對含量也可以由1460cm-1和1380cm-1強度估算

δas1460cm-重δs1380cm- δs1465cm- 1300cm

1300cm-

1300cm-烷 ——只有C－C和C－H

力常數(shù)較吸收弱①νC－H＝2960～2850

③δ(CH2)CH2)n

飽和ν

鏈特征(明確明確特征分析有關記住特征頻率CCH伸縮CC振動CCC振CC-H伸縮振動3000cm-HCHCHCCH2CH

υ（C-3080cm-3030cm-3080cm-3030cm-3300cm-

3080-3030cm-3000cm-

2900-2800cm-C=C伸縮振動(1680-1630cm-1四取

R R R2R RR R R R

1680-1665cm-弱，R R順式

R R R

1660cm-乙烯亞乙烯

R R R

1660-1630cm-對烯烴順反總ⅰ分界線1660cm-峰端烯的強度d＝C-H彎曲振面內彎曲（=C-H）1400-1420cm-1（弱面外彎曲（=C-H）1010-700cm-1（有價值 C RCR

（=C-970cm-790-840cm-（820cm-

C CCR4610-700cm-1（強C

（=C-800-650cm- （690cm-H1010cm-H910cm-1（強H2：1850-1780cm- 890cm-1（強烯 特征結構：C＝C和＝C－H對稱性強，吸收①νC＝C＝

共軛烯烴，移向低頻(1630)＝C－C＝C，使C＝C的化②ν＝C－H＝3100～3010③δ＝C－H＝鍵特

飽和ν

一、一、比νOH和νNHC≡C骨架伸縮振動：νC≡C2260～2100cm-辛 辛 炔 特征結構：C≡C和≡C－H①νC≡C＝2140～2100②ν≡C－H＝C=C。所以，νC≡C和ν≡C－H比烯烴外譜圖沒有飽和ν明確特征結 分析有關振 記住特征頻率一一、芳氫伸縮 3100～3030cm-1(m,通常有幾個峰芳環(huán)骨架伸縮振動（確定苯環(huán)存在 1650～1430cm-1（雙峰～1600cm- 泛頻 2000～1667cm-1芳氫面δ＝C-H1250～1000cm-1(w，特征性不強芳氫面 910～665cm-1(s，用以確定苯環(huán)取代方式n-C-

1500,C-

C8H6–C6H5=

苯衍生物的紅外光①ν苯甲鄰二 間二①ν苯甲鄰二 間二對二＝②ν＝②νH＝②ν＝C－HH＝＝＝吸收

吸收

練習：分析下列 圖芳烴特征頻νC＝C＝ ν＝C－H＝＊甲鄰二甲間二甲＊甲鄰二甲間二甲對二甲＊在710～690處還

③④明確特征結 分析有關振 記住特征頻率一一、（一）O-H伸縮νOH(游離的醇或酚

3650～3600cm- (s,尖3600～3500cm- (s,稍寬3500～3200cm- (s,寬10化合游離νOHcm-酚(固態(tài)樣品1260～1170飽和叔1205～1124飽和仲1124～1087(s飽1085～1050(s βOH1420～1330cm-1（特征性差乙醇在四氯化碳中不同濃度的IR

28952895cm-醇和 特征結構：O－H和C－O分子間氫（二）脂肪族νC-O-1300～1000cm-1，無νO-H峰C-對稱醚C-

1150～1070cm- C-O-烷基芳νs=C-O- 1075～1020cm-C

~OH~OH~

~明確特征結 分析有關振 記住特征頻率一一、四四、羰基化合紅外光譜中最重（一）酮α、β-不飽和酮：1685～1665㎝- 考正 藥學院本科參考-

- 1640㎝-1715㎝-

1685

1680

1665共軛效應使吸收C（二）． （醛）~1725cmC

強 CH(O)

~28202720cm雙峰

CH(O)二倍頻峰與CH(O)接近 成雙（三）

(CX飽和酰氯：1800㎝-1（S,基準值不飽和酰氯：1780～1750㎝-二乙酮 、及丙酰氯的紅外光（四）羧單體：3550cm-1( 二聚體：3400～2500cm－1（寬而散νC=O1740～c-,νC－O：1320～1200cm-1 （五）νC=O～1735cm－1(S，基準值)，共軛峰 O O C :-+CHνC-O-C1300～1000cm－1 :-+CH

,寬

（六） 1850～1800cm－1（s,雙峰

,這是酸酐的兩個羰基

OH以3000為中心（強寬νCOνCO0C018241757

C

104（（七）酰)注共軛誘導 3500～3100cm－1伯酰胺(雙峰 3530～3520cm－1(游離～3350cm1(締合仲酰胺(單峰、銳叔酰胺無νNH

0cm－1(游離～3180cm－1(締合3500～3400cm－1(游離3330～3060cm－1(締合 1640～1550cm－1(較弱，靠近νC＝O伯伯酰胺（雙峰3350， νCO1680~N 1640~1550CCN五、（一）ννNH3500～3300cm－1（m,尖）ν

仲胺為單峰；叔胺無δNHνC-N1350～1000cm－1（m，∵共軛，芳胺峰

N（強單）

（二）硝基化

C

（三）腈基化2260～2220cm－1（特征峰，S，銳

苯⑥1600～1450(多峰

＞1700(孤立＜1700(共軛 O 一一紅外吸收光譜試樣的紅外吸收光譜試樣的一 試樣氣體——①液膜