总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰分析.docx

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总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰分析

红外波谱

分子被激发后，分子中各个原子或基团（化学键）都会产生特征的振动，从而在特点的位巻会岀

现吸收。

相同类型的化学键的振动都是非常接近的，总是在某一范用内出现*

常见官能团的红外吸收频率

键型

化合物类型

吸收峰位置/cm-1

吸收强度

C-H

烷绘

2960^2850

强

=C-H

烯炷及芳烧

3100^3010

中等

三C-H

3300

强

-C-C-

烷坯

1200^700

弱

-c=c-

烯坯

1680^1620

不泄

C=C

2200^2100

不定

C=0

醛

1740^1720

强

酮

1725~1705

强

酸及酯

1770"1710

强

酰胺

1690^1650

强

-OH

醇及酚

3650^3610

不定，尖锐

氢键结合的醇及酚

3400^3200

强，宽

-NH2

胺

3500^3300

中等，双峰

c-x

氯化物

750^700

中等

浪化物

700^500

中等

整个红外谱图可以分为两个区，4000^1350区是由伸缩振动所产生的吸收带，光谱比较简单但具

有强烈的特征性，1350飞50处指纹区。

通常，4000~2500处髙波数端，有与折合质量小的氢原子相结合的官能团0-H,N-H,C-H,S-H

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键的伸缩振动吸收带.在2500-1900波数范用内常常出现力常数大的三件、累积双键如：

-C三

-C^N,-C=C=C~,-C=C二0,-N二C二0等的伸缩振动吸收带。

在1900以下的波数端有-C二C-,-C二0,-C=N-,-C二0等的伸缩振动以及芳环的计架振动。

1350^650指纹区处，有C-0,C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰，因此光谱非常复杂。

该区域各U犀的吸收位巻受整体分子结构的影响较大，分子结构稍有不同，吸收也会有细微的差别.所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。

有机化学有机化合物红外吸收光谱

。

伸缩振动，§面内弯曲振动，Y面外弯曲振动

一、烷烧

饱和烷炷IR光谱主要山C-H键的骨架振动所引起，而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。

在确定分子结构时，也常借助于C-H键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。

烷炷有下列四种振动吸收。

1、Oc-h在2975-2845cm'1范围，包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动

2、§c-h在1460cm“和1380cm1处有特征吸收，前者归因于甲基及亚甲基C・H的oas,后者归因于甲基C-H的os。

1380cm」峰对结构敬感，对于识别甲基很有用。

共存基团的电负性对1380cm-1峰位置有影响，相邻基团电负性愈强，愈移向高波数区，例如，在CH3F中此峰移至1475cm^o

异丙基1380cm'1裂分为两个强度儿乎相等的两个峰1385cm"、1375cm'1

叔丁基1380cm'1裂分1395cm'1、1370cm"两个峰,后者强度差不多是前者的两倍，在1250cm*.1200cm-*附近出现两个中等强度的骨架振动。

3、oc-c在1250—800cm'1范围内，因特征性不强，用处不大。

4、Yc-h分子中具有一（CH?

）n—链节，n大于或等于4时，在722cm"有一个弱吸收峰，随着CH2个数的减少，吸收峰向高波数方向位移，由此可推断分子链的长短。

二、烯炷

烯炷中的特征峰山C=C-H键的伸缩振动以及C=C-H键的变形振动所引起。

烯烧分子主要有三种特征吸收。

1、oc=c-h烯炷双键上的C-H键伸缩振动波数在3000cm4以上，末端双键氢）3=CH2在3075—3090cm'1有强峰最易识别。

2、oc=c吸收峰的位置在1670—1620cm^随着取代基的不同，Oc=c吸收峰的位置有所不同，强度也发生变化。

3、Sc=c-h烯桂双键上的C-H键面内弯曲振动在1500—1000cm1,对结构不敏感，用途较少；而面外摇摆振动吸收最有用，在1000—700cm」范围内，该振动对结构敏感，其吸收峰特征性明显，强度也较大，易于识别，可借以判断双键取代情况和构型。

RHC=CH2995~985cm-'（=CH,S）915-905cm'1（二CH2,S）

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R*R2C=CH2895-885cm'（S）

（顺）-R】CH二CHR?

~690cm"（R）-R*CH=CHR2980-965cm'1（S）

R'R2C=CHR3840~790cm"（m）

三、烘桂

在IR光谱中，烘怪基团很容易识别，它主要有三种特征吸收。

1、O8C-H该振动吸收非常特征，吸收峰位置在3300-3310cm1,中等强度。

on-h值与Oc-h值相同，但前者为宽峰、后者为尖峰，易于识别。

2、ocbc一般8C键的伸缩振动吸收都较弱。

一元取代烘绘RCHH

oc=c出现在2140—2100cm」，二元取代烘桂在2260—2190cm'1,当两个取代基的性质相差太大时，烘化物极性增强，吸收峰的强度增大。

当处于分子

的对称中心时，O为红牡洁活性。

3、ogOH烘炷变形振动发生在680-610cm^o

四、芳炷

芳烧的红外吸收主要为苯环上的C-H键及环骨架中的C二C键振动所引起。

芳族化合物主要有三种特征吸收。

1、oAr.H芳环上C-H吸收频率在3100-3000cm4附近，有较弱的三个峰，特征性不强，与烯炷的Oc=c-h频率相近，但烯桂的吸收峰只有一个。

2、oc=c芳环的骨架伸缩振动正常情况下有四条谱带,约为1600,1585,1500,1450cmS这是鉴定有无苯环的重要标志之一。

3、6Ar.H芳坯的GH变形振动吸收出现在两处。

1275—960cm"为由于吸收较弱，易受干扰，用处较小。

另一处是900—650cnr*的各at・h吸收较强，是识别苯

环上取代基位置和数LI的极重要的特征峰。

取代基越多，§八曲频率越高，见表3・10。

若在1600—2000cm-1之间有锯齿壮倍频吸收（C・H面外和C=C面内弯曲振动的倍频

或组频吸收）,

是进一步确定取代苯的重要旁证。

苯670cm'1

（S）单取代苯770-730cm4（VS）,710-690cm'1（S）

1,2■二取代苯

770-735cm'1（VS）

1,3■二取代苯

810-750cm'1（VS）,725-680cm'1（m~S）

1,4-二取代苯

五、卤化物

860-800cm'1（VS）

随着卤素原子的增加，oc・x降低。

如C-F（1100-1000cnr1）；C・C1（75O〜700cm"）；

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C-Br（600-500cm1）；C-I（500~200cm"）。

此外，C-X吸收峰的频率容易受到邻近基团的影响，吸收峰位置变化较大，尤其是含氟、含氯的化合物变化更大，而且用溶液法或液膜法测定时，常出现不同构象引起的儿个伸缩吸收带。

因此IR光谱对含卤素有机化合物的鉴定受到一定限制。

六、醇和酚

醇和酚类化合物有相同的疑基，其特征吸收是O-H和C-O键的振动频率。

1、0O-H一般在3670~3200cm」区域。

游离羟基吸收出现在3640-3610cm'1,峰形尖锐，无干扰，极易识别（溶剂中微量游离水吸收位于3710cm'1）oOH是个强极性基团，因此羟基化合物的缔合现象非常显著，疑基形成氢键的缔合峰一般出现在3550-3200cm—

1,2-环戊二醇顺式异构体P47

0.005mol/L（CCU）3633cm'1（游离），3572cm1（分子内氢键）。

0.04mol/L（CCU）3633cm'1（游离），3572cm'1（分子内氢键）~3500cm"（分子间氢键）。

2、oc-o和So-HC-O键伸缩振动和O-H面内弯曲振动在1410—1100cm-1处有强吸收，当无其它基团干扰时，可利用0°。

的频率来了解疑基的碳链取代惜况（伯醇在1050cm",仲醇在1125cm-1,叔醇在1200cm1,酚在1250cm"）。

七、瞇和其它化合物

瞇的特征吸收带是C-O-C不对称伸缩振动，出现在1150-1060cm-1处，强度大，

C-C骨架振动吸收也出现在此区域，但强度弱，易于识别。

醇、酸、酯、内酯的。

c-o吸收在此区域，故很难归属。

八、醛和酮

醛和酮的共同特点是分子结构中都含有（C=O）,oc=o在1750-1680cm-1范圉内,吸收强度很大，这是鉴别拨基的最明显的依据。

临近基团的性质不同，吸收峰的位置也有所不同。

按基化合物存在下列共振结构：

C=O键有着双键性强的A结构和单键性强的B结构两种结构。

共辘效应将使

oc=o吸收峰向低波数一端移动，吸电子的诱导效应使oc=o的吸收峰向高波数方向

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移动。

a,0不饱和的摭基化合物，山于不饱和键与C=O的共轨，因此C=O键的吸收峰向低波数移动

RCH二CHCORRCHC1COR'

oc=o1685~1665cm，1745-1725cm'1

苯乙酮对氨基苯乙酮对硝基苯乙酮

oc=o1691cm'11677cm'11700cm'1

o一般在2700~2900cm"区域内，通常在~2820cmJ~2720cm」附近各有一个IH

中等强度的吸收峰，可以用来区别醛和酮。

九、竣酸

1、oO-H游离的O-H在-3550cm1,缔合的O-H在3300-2500cm1,峰形宽而散,强度很大。

2、oc=。

游离的C=O—般在-1760cm'1附近，吸收强度比酮按基的吸收强度大，但由于竣酸分子中的双分子缔合，使得C=O的吸收峰向低波数方向移动，一般在1725-1700cm'1,如果发生共辘，则C=O的吸收峰移到1690-1680cmL

3、oc-o一般在1440-1395cm1,吸收强度较弱。

4、So.H—般在1250cm'1附近，是一强吸收峰，有时会和Oc-o重合。

十、酯和内酯

1、oc=o1750-1735cm1处出现（饱和酯。

c=o位于1740cm"处），受相邻基团的影响，吸收峰的位置会发生变化。

2、oc-o一般有两个吸收峰，1300~1150cm",1140-1030cm'1

H、醸卤

oc=。

由于卤素的吸电子作用，使C=O双键性增强，从而出现在较高波数处，一般在-1800cm-1处，如果有乙烯基或苯环与C=O共辘，，会使oc=o变小，一般在1780-1740cm1处。

十二、酸酊

I、oc=o由于按基的振动偶合,导致0c=o有两个吸收，分别处在1860~1800cm'1和1800-1750cm'1区域，两个峰相距60cm」。

2、Oc-o为一强吸收峰，开链酸酊的oc-o在1175~1045cnr1处，环状酸酊1310-1210cm'1处。

十三、酰胺

1、oc=o酰胺的第I1【11【谱带，由于氨基的影响，使得0c=。

向低波数位移，伯酰胺

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1690-1650cm'1,仲酰胺1680-1655cm1,叔酰胺1670-1630cmL

2、on-h—般位于3500-3100cm'1,伯酰胺游离位于*3520cm1和~3400cm1,形成氢键而缔合的位于~3350cm'1和~3180cm'1，均呈双峰:

仲酰胺游离位于~3440cm'1,形成氢键而缔合的位于-3100cm1,均呈单峰；叔酰胺无此吸收峰。

3、5n.h酰胺的第II谱带,伯酰胺各n-h位于1640-1600cm1；仲酰胺1500-1530cm'1,强度大，非常特征；叔酰胺无此吸收峰。

4、oC-N酰胺的第III谱带,伯酰胺1420-1400cm1,仲酰胺1300-1260cm1,叔酰胺无此吸收峰。

十四、胺

1、0N-H游离位于3500-3300cm-1处，缔合的位于3500-3100cnr1处。

含有氨基的化合物无论是游离的氨基或缔合的氨基，其峰强都比缔合的OH峰弱，且谱带稍尖锐一些，山于氨基形成的氢键没有羟基的氢键强，因此当氨基缔合时，吸收峰的位置的变化不如OH那样显著，引起向低波数方向位移一般不大于lOOcnL。

伯胺3500-3300cm」有两个中等强度的吸收峰（对称与不对称的伸缩振动吸收），仲胺在此区域只有一个吸收峰，叔胺在此区域内无吸收。

2、Oc-n脂肪胺位于1230-1030cm-1处，芳香胺位于1380-1250cm'1处。

3、SN-h位于1650-1500cm'1处，伯胺的§n-h吸收强度中等，仲胺的吸收强度较弱。

4、Yn-h位于900-650cnr1处，峰形较宽，强度中等（只有伯胺有此吸收峰）。

主要基团的红外特征吸收峰

基团

振动类型

波数（cnT）

波长（um）

强

度

备注

%

烷烧类

CH伸

3000〜2843

3.33〜

中、

分为反称与对

CH伸（反称）

2972〜2880

3.52

强

称

CH伸（对称）

2882〜2843

3.37〜

中、

CH弯（而内）

1490〜1350

3.47

强

C-C伸

1250〜1140

3.49〜

中、

3.52

强

6.71〜

7.41

8.00〜

8.77

烯烧类

CH伸

3100〜3000

3.23〜

中、

c=c=c为

c=c伸

1695〜1630

3.33

弱

2000〜1925

CH弯（而内）

1430〜1290

5.90〜

cm'1

CH弯（面外）

1010〜650

6.13

中

单取代

995〜985

7.00〜

强

910〜905

7.75

强

双取代

9.90〜

强

顺式

730〜650

15.4

反式

980〜965

10.05-10.15

强

10.99-11.05

强

13.70-15.38

10.20〜10.36

■0

块烧类

CH伸

〜3300

〜3・03

中

c=c伸

2270〜2100

4.41〜

中

CH弯（而内）

1260〜1245

4.76

CH弯（面外）

645〜615

7.94〜

强

8.03

15.50〜1625

四、

取代苯类

CH伸

3100〜3000

3.23〜

变

三、四个峰，特

泛频峰

2000〜1667

3.33

征

件架振动（叫•‘•）

1600±20

5.00〜

6.00

1500±25

1580±10

6.25±

1450±20

0.08

CH弯（而内）

1250〜1000

6.67±

弱

CH弯（面外）

910〜665

0.10

6.33±

0.04

强

确左取代位巻

6.90±

0.10

8.00〜

10.00

10.99-15.03

重取代

CH弯（面外）

770〜730

12.99〜

极强

五个相邻氢

邻双取代

CH弯（面外）

770〜730

13.70

极强

四个相邻氢

间双取代

CH弯（面外）

810〜750

12.99〜

极强

三个相邻氢

900〜860

13.70

中

一个氢（次要）

对双取代

CH弯（而外）

860〜800

12.35〜

极强

二个相邻氢

1,2,3,三取代

CH弯（而外）

810〜750

13.33

强

三个相邻氢与

11.12〜

间双易混

1,3,5,三取代

CH弯（面外）

874〜835

11.63

强

一个氢

1,2,4,三取代

CH弯（面外）

885〜860

11.63〜

中

一个氢

860〜800

12.50

强

二个相邻氢

'1,2,3,4四取

CH弯（面外）

860〜800

12.35〜

强

二个相邻氢

代

CH弯（面外）

860〜800

13.33

强

一个氢

*1,2,4,5四取

CH弯（面外）

865〜810

强

一个氢

代

CH弯（面外）

〜860

11.44〜

强

一个氢

‘1,2,3,5四

11.98

取代

11.30〜

'五取代

11.63

11.63〜

12.50

11.63〜

12.50

11.63〜

12.50

11.56〜

12.35

〜11.63

五、醇类、酚类

0H伸

3700〜3200

2.70〜

变

0H弯（而内）

1410〜1260

3.13

弱

C—0伸

1260〜1000

7.09〜

强

0—H弯（而外）

750〜650

7.93

强

液态有此U金

7.94〜

10.00

13.33〜

MB•••••MW•••■■••••••••••MW•••■■••

15.38

»•••••••••

0H伸缩频率游离0H

OH伸

3650〜3590

2.74〜

强

锐峰

分子间氢键

OH伸

3500〜3300

2.79

2.86〜

强

钝峰（稀释向低频移动•）

分子内氢键

0H弯或C—0

OH伸（单桥）

3570〜3450

3.03

2.80〜

强

钝峰（稀释无影响）

伸

伯醇（饱和）

OH弯（而内）

C—0伸

0H弯（而内）

〜1400

1250〜1000

〜1400

2.90

强强强

仲醇（饱和）

C—0伸

0H弯（而内）

1125〜1000

〜1400

〜7・14

8.00〜

强强

叔醇（饱和）

C—0伸

0H弯（而内）

1210〜1100

1390〜1330

10.00

〜7.14

强中

酚类（0OH）

0>—0伸

1260〜1180

8.89〜

10.00

〜7・14

8.26〜

9.09

7.20〜

7.52

7.94〜

8.47

强

六、联类

C—0—C伸

1270〜1010

7.87〜

9.90

强

或标c—0伸

脂链醴

C—0—C伸

1225〜1060

8.16〜

强

脂环聪

C-O~C伸（翩0

C-O-C伸肉称）

1100〜1030

980〜900

9.43

9.09〜

强强

芳瞇

=€-0~C伸（反称）

1270〜1230

9.71

强

氧与侧链碳相

（氧hFWte）

=C-O-C^（嫡）

1050〜1000

10.20〜

中

连的芳庭同脂

CH伸

〜2825

11.11

7.87〜

8.13

9.52〜

10.00

-3.53

弱

O-CH,的特征绦

七、醛类

（―CHO）

MB•••••MW•••■■••••••••••MW•••■■••

CH伸

C=0伸

CH弯（面外）

2850〜2710

1755〜1665

975〜780

3.51〜

3.69

5.70〜

6.00

10.2〜

12.80

弱

很强中

一般〜2820及〜2720cm'1两个带

饱和脂肪醛

c=o伸

〜1725

-5.80

强

c=o伸

〜1685

〜5・93

强

芳醛

c=o伸

〜1695

〜5.90

强

八、酮类

c=o伸

1700〜1630

5.78〜

极强

_・・・、c=O

c—c伸

1250〜1030

6.13

弱

/

泛频

3510〜3390

8.00〜

很弱

9.70

2.85〜

2.95

脂酮

饱和链状酮

c=o伸

1725〜1705

5.80〜

强

o1B-不饱和

c=o伸

1690〜1675

5.86

强

c=o与c=c共

酮

5.92〜

轨向低频移动

c=o伸

1640〜1540

5.97

强

谱带较宽

B二酮

c=o伸

1700〜1630

强

芳酮类

c=o伸

1690〜1680

6.10〜

强

Ar—CO

6.49

5.88〜

6.14

5.92〜

5.95

二芳基酮

c=o伸

1670〜1660

5.99〜

强

1-酮基-2-疑

c=o伸

1665〜1635

6.02

强

基（或氨基）芳

6.01〜

酮

6.12

脂环酮

c=o伸

〜1775

强

四环元酮

c=o伸

1750〜1740

强

五元环酮

c=o伸

1745〜1725

〜5・63

强

六兀、七兀环

5.71〜

酮

5.75

5.73〜

5.80

九、拔酸类

OH伸

3400〜2500

2.91〜

中

在稀溶液中，单

（―COOH）

c=o伸

1740〜1650

4.00

强

体酸为锐峰

OH弯（而内）