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，从而在特点的位置会出现吸收。
相同类型的化学键的振动都是非常接近的，总是在某一范围内出现。
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
烷烃
2960~2850
强
=C-H
烯烃及芳烃
3100~3010
中等
三C-H
炔烃
3300
强
-C-C-
烷烃
1200~700
弱
-C=C-
烯烃
1680~1620
不定
C^C
炔烃
2200~2100
不定
C=O
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
溴化物
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，1350~650处指纹区。
通常，4000~2500处高波数端，有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H,N-H,C-H,S-H
键的伸缩振动吸收带，在2500-1900波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如：
-
y,-gN,-C=C=C-,-C=C=O,-N=C=O等的伸缩振动吸收带。
在1900以下的波数端有
-C=C-,-C=O,-C=N-,-C=O等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。
1350~650指纹区处，有C-O,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。
该区域各峰的吸收位置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
C伸缩振动，S面内弯曲振动，丫面外弯曲振动
一、烷烃
饱和烷烃IR光谱主要由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。
烷烃有下列四种振动吸收。
1、（Tc-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、Sc-h在1460cm-1和1380cm-1处有特征吸收，前者归因于甲基及亚甲基C-H的（Tas,后者归因于甲基C-H的（Ts。
1380cm-1峰对结构敏感，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-1。
异丙基1380cm-1裂分为两个强度几乎相等的两个峰1385cm-1、1375cm-1
111
叔丁基1380cm裂分1395cm、1370cm两个峰，后者强度差不多是前者
的两倍，在1250cm-1、1200cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动。
3、（Tc-c在1250—800cm-1范围内，因特征性不强，用处不大。
4、丫c-h分子中具有一（CH2）n—链节，n大于或等于4时，在722cm-1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、烯烃
烯烃中的特征峰由C=C-H键的伸缩振动以及C=C-H键的变形振动所引起。
烯烃分子主要有三种特征吸收。
1、（Tc=c-h烯烃双键上的C-H键伸缩振动波数在3000cm-1以上，末端双键氢
\1
C=CH2在3075—3090cm有强峰最易识别。
2、（Tc=c吸收峰的位置在1670—1620cm-1。
随着取代基的不同，cc=c吸收峰的位置有所不同，强度也发生变化。
3、Sc=c-h烯烃双键上的C-H键面内弯曲振动在1500—1000cm-1,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-1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。
11
RHC=CH2995~985cm（=CH,S）915~905cm-1（=CH2,S）
R1R2C=CH2895~885cm-1（S）
12112i
（顺）-RCH=CHR~690cm-（反）-RCH=CHR980~965cm-（S）
R1R2C=CHR3840~790cm-1（m）
三、炔烃
在IR光谱中，炔烃基团很容易识别，它主要有三种特征吸收。
1、co三C-H该振动吸收非常特征，吸收峰位置在3300-3310cm-1，中等强度。
cN-H值与cc-h值相同，但前者为宽峰、后者为尖峰，易于识别。
2、cgc—般C三C键的伸缩振动吸收都较弱。
一元取代炔烃RCCH
cC三C出现在2140—2100cm-1,二元取代炔烃在2260—2190cm-1，当两个取代
基的性质相差太大时，炔化物极性增强，吸收峰的强度增大。
当处
于分子的对称中心时，cc三为红外非活性。
3、co三c-H炔烃变形振动发生在680—610cm-1。
四、芳烃
芳烃的红外吸收主要为苯环上的C-H键及环骨架中的C=C键振动所引起。
芳族化合物主要有三种特征吸收。
1、cAr-H芳环上C-H吸收频率在3100~3000cm-1附近，有较弱的三个峰，特征性不强，与烯烃的cc=c-h频率相近，但烯烃的吸收峰只有一个。
2、cc=c芳环的骨架伸缩振动正常情况下有四条谱带，约为1600,1585,1500,1450cm-1,这是鉴定有无苯环的重要标志之一。
1
3、SAr-H芳烃的C-H变形振动吸收出现在两处。
1275—960cm为SAr-H，由于吸收较弱，易受干扰，用处较小。
另一处是900—650cm-1的Sa「-h吸收较强，是识别苯环上取代基位置和数目的极重要的特征峰。
取代基越多，SAr-H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770~730cm-1（VS）,710~690cm-1（S）
1.2-二取代苯770~735cn<（VS）
11
1.3-二取代苯810~750cm（VS）,725~680cm-（m~S）
1,4-二取代苯860~800cm-1（VS）
五、卤化物
随着卤素原子的增加，（TC-X降低。
如C-F（1100~1000cm1）;C-Cl（750~700cm-1）;C-Br（600~500cm-1）;C-I（500~200cm-1）。
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几个伸缩吸收带。
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羟基，其特征吸收是0-H和C-O键的振动频率。
1、t0-h一般在3670~3200cm-1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）。
0H是个强极性基团，因此羟基化合物的缔合现象非常显著，羟基形成氢键的缔合峰一般出现在3550~3200cm-1。
1,2-环戊二醇顺式异构体P47
-1-1
0.005mol/L（CCI4）3633cm-（游离）,3572cm-（分子内氢键）。
-1-1-1
0.04mol/L（CCI4）3633cm-（游离），3572cm-（分子内氢键）~3500cm-（分子间氢键）。
2、TC-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TC-0的频率来了解羟基的碳链取代情况
（伯醇在1050cm-1，仲醇在1125cm-1，叔醇在1200cm-1，酚在1250cm-1）。
七、醚和其它化合物
醚的特征吸收带是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TC-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），tc=o在1750~1680cm＜范围内，吸收强度很大，这是鉴别羰基的最明显的依据。
临近基团的性质不同，吸收峰的位置也有所不同。
羰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。
共轭效应将使CC=0吸收峰向低波数一端移动，吸电子的诱导效应使（TC=0的吸收峰向高波数方向移动。
a,B不饱和的羰基化合物，由于不饱和键与C=0的共轭，因此C=0键的吸收峰向低波数移动
RCH=CHC0R'RCHCIC0R'
-1-1
TC=01685~1665cm'1745~1725cm‘
苯乙酮对氨基苯乙酮对硝基苯乙酮
-1-1-1
tC=01691cm1677cm1700cm
tLh一般在2700~2900cn＜区域内，通常在~2820cm-1、~2720cm-1附近各有
一个中等强度的吸收峰，可以用来区别醛和酮。
九、羧酸
1、to-h游离的0-H在~3550cm-1，缔合的0-H在3300~2500cm-1，峰形宽而散，强度很大。
2、tc=o游离的C=0一般在~1760cm-1附近，吸收强度比酮羰基的吸收强度大，但由于羧酸分子中的双分子缔合，使得C=0的吸收峰向低波数方向移动，一般在1725~1700cm1，如果发生共轭，贝UC=0的吸收峰移到1690~1680cni1。
3、tc-o一般在1440~1395cmi1，吸收强度较弱。
4、So-h一般在1250cm-1附近，是一强吸收峰，有时会和tc-o重合。
十、酯和内酯
1、tc=o1750~1735cm1处出现（饱和酯tc=o位于1740cm-1处），受相邻基团的影响，吸收峰的位置会发生变化。
11
2、TC-0一般有两个吸收峰，1300~1150cm，1140~1030cm-
十、酰卤
tc=o由于卤素的吸电子作用，使C=0双键性增强，从而出现在较高波数处，一般在~1800cm「处，如果有乙烯基或苯环与C=0共轭，，会使tc=o变小，一般在1780~1740cm-1处。
十二、酸酐1、CC=O由于羰基的振动偶合，导致CC=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-1。
2、CC-O为一强吸收峰，开链酸酐的CC-O在1175~1045cm-1处，环状酸酐1310~1210cm-1处。
十三、酰胺
1、cc=o酰胺的第谱带，由于氨基的影响，使得cc=o向低波数位移，伯酰胺1690~1650cm1,仲酰胺1680~1655cm-1，叔酰胺1670~1630cm-1。
2、cn-h一般位于3500~3100cm-1，伯酰胺游离位于~3520cm-1和~3400cm-1，
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~3100cm-1,均呈单峰；叔酰胺无此吸收峰。
3、SN-H酰胺的第U谱带，伯酰胺SN-H位于1640~1600cm-1;仲酰胺1500~1530cm-1，强度大，非常特征；叔酰胺无此吸收峰。
4、cc-n酰胺的第川谱带，伯酰胺1420~1400cm1，仲酰胺1300~1260c^1，叔酰胺无此吸收峰。
十四、胺
1、cn-h游离位于3500~3300cm1处，缔合的位于3500~3100cn＜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，由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100cm-1。
伯胺3500~3300cm-1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、cC-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SN-H吸收强度中等，仲胺的吸收强度较弱。
4、丫n-h位于900~650cm-1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（cm-1）
波长（卩m）
强度
备注
一、烷烃类
:
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（面内）
1490〜1350
3.47
强
C-C伸
1250〜1140
3.49〜
中、
3.52
强
6.71〜
7.41
8.00〜
8.77
二、烯烃类
:
CH伸
3100〜3000
3.23〜
中、
C=C=C为
C=C伸
1695〜1630
3.33
弱
2000〜1925
CH弯（面内）
1430〜1290
5.90〜
-1cm
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
三、炔烃类
CH伸
〜3300
〜3.03
中
gC伸
2270〜2100
4.41〜
中
CH弯（面内）
1260〜1245
4.76
CH弯（面外）
645〜615
7.94〜
强
8.03
15.50〜16.25
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
骨架振动（vC壬）
5.00〜
1600±20
6.00
1500±25
1580±10
6.25±
1450±20
0.08
CH弯（面内）
1250〜1000
6.67±
弱
CH弯（面外）
910〜665
0.10
强
]
1
1
6.33±
1
确定取代位置
单取代
CH弯
（面外）
1
770〜730
0.04
6.90±
0.10
8.00〜
10.00
10.99〜15.03
1
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
（面外）
860〜800
12.35〜
极强
二个相邻氢
1,2,3,三取代
CH弯
（面外）
810〜750
13.33
强
三个相邻氢
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
「,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
OH伸
3700〜3200
2.70〜
变
0H弯（面内）
1410〜1260
3.13
弱
C-0伸
1260〜1000
7.09〜
强
0—H
弯（面外）
750〜650
7.93
强
液态有此峰
7.94〜
10.00
13.33〜
15.38
OH伸缩频率
游离OH
OH伸
3650
〜3590
2.74〜
强
锐峰
分子间氢键
OH伸
3500
〜3300
2.79
强
钝峰（稀释向低
2.86〜
频移动*）
分子内氢键
OH伸（单桥）
3570
〜3450
3.03
强
钝峰（稀释无影响）
OH弯或C—O
2.80〜
伸
OH弯（面内）
〜1400
2.90
强
伯醇（饱和）
C-O伸
1250
〜1000
强
OH弯（面内）
〜1400
强
仲醇（饱和）
C-O伸
1125
〜1000
〜7.14
强
OH弯（面内）
〜1400
8.00〜
强
叔醇（饱和）
C-O伸
1210〜1100
10.00
强
OH弯（面内）
1390
〜1330
〜7.14
中
酚类（①OH
①—O伸
1260
〜1180
8.89〜
强
10.00
〜7.14
8.26〜
9.09
7.20〜
7.52
7.94〜
8.47
六、醚类
C-O-C伸
1270
〜1010
7.87〜
强
或标C—O伸
9.90
脂链醚
C-O-C伸
1225
〜1060
8.16〜
强
脂环醚
C-O-C伸（反称）
1100
〜1030
9.43
强
C-O-C伸（对称）
980〜900
9.09〜
强
芳醚
=C—OhC伸仮称）
1270
〜1230
9.71
强
氧与侧链碳相
（氧与芳环相连）
=C-OhC伸（对称）
1050
〜1000
10.20〜
中
连的芳醚同脂
CH伸
〜2825
11.11
弱
醚
7.87〜
O—CH的特征
8.13
峰
9.52〜
10.00
〜3.53
七、醛类
CH伸
2850
〜2710
3.51〜
弱
一般〜2820
（—CHO
C=O伸
1755
〜1665
3.69
很强
及〜2720cm1两
个带
CH弯（面外）
975〜780
5.70〜
中
6.00
10.2〜
12.80
饱和脂肪醛
C=O伸
1725
〜5.80
强
a,3-不饱和醛
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〜
II
1
2.95
脂酮
饱和链状酮
C=O伸
1725
〜1705
5.80〜
强
a,3-不饱和
C=O伸
1690
〜1675
5.86
强
C=O与C=C共
酮
C=O伸
1640
〜1540
5.92〜
强
轭向低频移动
5.97
谱带较宽
3二酮
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
升级会员 