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总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰

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

≡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，有及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：

-C≡C-，-C≡N,-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

σ伸缩振动，δ面内弯曲振动，γ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、σC-H在2975—2845cm-1范围，包括甲基、亚甲基和次甲基的对称及不对称伸缩振动

2、δC-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σas，后者归因于甲基C-H的σs。

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

叔丁基1380cm-1裂分1395cm-1、1370cm-1两个峰，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、σC-C在1250—800cm-1范围内，因特征性不强，用处不大。

4、γC-H分子中具有—（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、σC=C-H烯烃双键上的C-H键伸缩振动波数在3000cm-1以上，末端双键氢在3075—3090cm-1有强峰最易识别。

2、σC=C吸收峰的位置在1670—1620cm-1。

随着取代基的不同，σC=C吸收峰的位置有所不同，强度也发生变化。

3、δC=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。

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

R1R2C=CH2895~885cm-1（S）

（顺）-R1CH=CHR2~690cm-1（反）-R1CH=CHR2980~965cm-1（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、σ该振动吸收非常特征，吸收峰位置在3300—3310

cm-1，中等强度。

σN-H值及σC-H值相同，但前者为宽峰、后者为尖峰，易于识别。

2、σ一般键的伸缩振动吸收都较弱。

一元取代炔烃

σ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，σ为红外非活性。

3、σ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、σAr-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，及烯烃的σC=C-H频率相近，但烯烃的吸收峰只有一个。

2、σC=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。

3、δAr-H芳烃的C-H变形振动吸收出现在两处。

1275—960cm-1为δAr-H，由于吸收较弱，易受干扰，用处较小。

另一处是900—650cm-1的δAr-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，δAr-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770~735cm-1（VS）

1,3-二取代苯810~750cm-1（VS）,725~680cm-1（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，σC-X降低。

如C-F（1100~1000cm-1）；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O-H和C-O键的振动频率。

1、σO-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）。

OH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

0.005mol/L（CCl4）3633cm-1（游离），3572cm-1（分子内氢键）。

0.04mol/L（CCl4）3633cm-1（游离），3572cm-1（分子内氢键）~3500cm-1（分子间氢键）。

2、σC-O和δO-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σC-O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σC-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），σC=O在1750~1680cm-1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σC=O吸收峰向低波数一端移动，吸电子的诱导效应使σC=O的吸收峰向高波数方向移动。

α，β不饱和的羰基化合物，由于不饱和键及C=O的共轭，因此C=O键的吸收峰向低波数移动

σC=O1685~1665cm-11745~1725cm-1

苯乙酮对氨基苯乙酮对硝基苯乙酮

σC=O1691cm-11677cm-11700cm-1

σ一般在2700~2900cm-1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、σO-H游离的O-H在~3550cm-1，缔合的O-H在3300~2500cm-1，峰形宽而散，强度很大。

2、σC=O游离的C=O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=O的吸收峰向低波数方向移动，一般在1725~1700cm-1，如果发生共轭，则C=O的吸收峰移到1690~1680cm-1。

3、σC-O一般在1440~1395cm-1，吸收强度较弱。

4、δO-H一般在1250cm-1附近，是一强吸收峰，有时会和σC-O重合。

十、酯和内酯

1、σC=O1750~1735cm-1处出现（饱和酯σC=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。

2、σC-O一般有两个吸收峰，1300~1150cm-1，1140~1030cm-1

十一、酰卤

σC=O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及C=O共轭，，会使σC=O变小，一般在1780~1740cm-1处。

十二、酸酐

1、σC=O由于羰基的振动偶合，导致σC=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、σC-O为一强吸收峰，开链酸酐的σC-O在1175~1045cm-1处，环状酸酐1310~1210cm-1处。

十三、酰胺

1、σC=O酰胺的第ⅠⅡⅢ谱带，由于氨基的影响，使得σC=O向低波数位移，伯酰胺1690~1650cm-1，仲酰胺1680~1655cm-1，叔酰胺1670~1630cm-1。

2、σN-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、δN-H酰胺的第Ⅱ谱带，伯酰胺δN-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、σC-N酰胺的第Ⅲ谱带，伯酰胺1420~1400cm-1，仲酰胺1300~1260cm-1，叔酰胺无此吸收峰。

十四、胺

1、σN-H游离位于3500~3300cm-1处，缔合的位于3500~3100cm-1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（对称及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、σC-N脂肪胺位于1230~1030cm-1处，芳香胺位于1380~1250cm-1处。

3、δN-H位于1650~1500cm-1处，伯胺的δN-H吸收强度中等，仲胺的吸收强度较弱。

4、γN-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（μm）

强度

备注

一、烷烃类

CH伸

CH伸（反称）

CH伸（对称）

CH弯（面内）

C-C伸

3000～2843

2972～2880

2882～2843

1490～1350

1250～1140

3.33～3.52

3.37～3.47

3.49～3.52

6.71～7.41

8.00～8.77

中、强

分为反称及对称

二、烯烃类

CH伸

C＝C伸

CH弯（面内）

CH弯（面外）

单取代

双取代

顺式

反式

3100～3000

1695～1630

1430～1290

1010～650

995～985

910～905

730～650

980～965

3.23～3.33

5.90～6.13

7.00～7.75

9.90～15.4

10.05～10.15

10.99～11.05

13.70～15.38

10.20～10.36

中、弱

中

强

C＝C＝C为

2000～1925cm-1

三、炔烃类

CH伸

C≡C伸

CH弯（面内）

CH弯（面外）

～3300

2270～2100

1260～1245

645～615

～3.03

4.41～4.76

7.94～8.03

15.50～16.25

中

强

四、取代苯类

CH伸

泛频峰

骨架振动（

）

CH弯（面内）

CH弯（面外）

3100～3000

2000～1667

1600±20

1500±25

1580±10

1450±20

1250～1000

910～665

3.23～3.33

5.00～6.00

6.25±0.08

6.67±0.10

6.33±0.04

6.90±0.10

8.00～10.00

10.99～15.03

变

弱

强

三、四个峰，特征

确定取代位置

单取代

邻双取代

间双取代

对双取代

1,2,3,三取代

1,3,5,三取代

1,2,4,三取代

﹡1,2,3,4四取代

﹡1,2,4,5四取代

﹡1,2,3,5四取代

﹡五取代

CH弯（面外）

770～730

810～750

900～860

860～800

810～750

874～835

885～860

860～800

865～810

～860

12.99～13.70

12.35～13.33

11.12～11.63

11.63～12.50

12.35～13.33

11.44～11.98

11.30～11.63

11.63～12.50

11.56～12.35

～11.63

极强

中

极强

强

中

强

五个相邻氢

四个相邻氢

三个相邻氢

一个氢（次要）

二个相邻氢

三个相邻氢及间双易混

一个氢

二个相邻氢

一个氢

五、醇类、酚类

OH伸

OH弯（面内）

C—O伸

O—H弯（面外）

3700～3200

1410～1260

1260～1000

750～650

2.70～3.13

7.09～7.93

7.94～10.00

13.33～15.38

变

弱

强

液态有此峰

OH伸缩频率

游离OH

分子间氢键

分子内氢键

OH弯或C—O伸

伯醇（饱和）

仲醇（饱和）

叔醇（饱和）

酚类（ФOH）

OH伸

OH伸（单桥）

OH弯（面内）

C—O伸

OH弯（面内）

C—O伸

OH弯（面内）

C—O伸

OH弯（面内）

Ф—O伸

3650～3590

3500～3300

3570～3450

～1400

1250～1000

～1400

1125～1000

～1400

1210～1100

1390～1330

1260～1180

2.74～2.79

2.86～3.03

2.80～2.90

～7.14

8.00～10.00

～7.14

8.89～10.00

～7.14

8.26～9.09

7.20～7.52

7.94～8.47

强

中

强

锐峰

钝峰（稀释向低频移动*）

钝峰（稀释无影响）

六、醚类

C—O—C伸

1270～1010

7.87～9.90

强

或标C—O伸

脂链醚

脂环醚

芳醚

（氧及芳环相连）

C—O—C伸

C—O—C伸（反称）

C—O—C伸（对称）

＝C—O—C伸（反称）

＝C—O—C伸（对称）

CH伸

1225～1060

1100～1030

980～900

1270～1230

1050～1000

～2825

8.16～9.43

9.09～9.71

10.20～11.11

7.87～8.13

9.52～10.00

～3.53

强

中

弱

氧及侧链碳相连的芳醚同脂醚

O—CH3的特征峰

七、醛类

（—CHO）

CH伸

C＝O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

α，β-不饱和醛

芳醛

C＝O伸

～1725

～1685

～1695

～5.80

～5.93

～5.90

强

八、酮类

C＝O伸

C—C伸

泛频

1700～1630

1250～1030

3510～3390

5.78～6.13

8.00～9.70

2.85～2.95

极强

弱

很弱

脂酮

饱和链状酮

α，β-不饱和酮

β二酮

芳酮类

Ar—CO

C＝O伸

1725～1705

1690～1675

1640～1540

1700～1630

1690～1680

5.80～5.86

5.92～5.97

6.10～6.49

5.88～6.14

5.92～5.95

强

C＝O及C＝C共轭向低频移动

谱带较宽

二芳基酮

1-酮基-2-羟基（或氨基）芳酮

脂环酮

四环元酮

五元环酮

六元、七元环酮

C＝O伸

1670～1660

1665～1635

～1775

1750～1740

1745～1725

5.99～6.02

6.01～6.12

～5.63

5.71～5.75

5.73～5.80

强

九、羧酸类

（—COOH）

OH伸

C＝O伸

OH弯（面内）

C—O伸

OH弯（面外）

3400～2500

1740～1650

～1430

～1300

950～900

2.94～4.00

5.75～6.06

～6.99

～7.69

10.53～11.11

中

强

弱

中

弱

在稀溶液中，单体酸为锐峰在～3350cm-1；二聚体为宽峰，以～3000cm-1为中心

脂肪酸

R—COOH

α，β-不饱和酸

芳酸

C＝O伸

1725～1700

1705～1690

1700～1650

5.80～5.88

5.87～5.91

5.88～6.06

强

氢键

十、酸酐

链酸酐

C＝O伸（反称）

C＝O伸（对称）

C—O伸

1850～1800

1780～1740

1170～1050

5.41～5.56

5.62～5.75

8.55～9.52

强

共轭时每个谱带降20cm-1

环酸酐

（五元环）

C＝O伸（反称）

C＝O伸（对称）

C—O伸

1870～1820

1800～1750

1300～1200

5.35～5.49

5.56～5.71

7.69～8.33

强

共轭时每个谱带降20cm-1

十一、酯类

C＝O伸（泛频）

C＝O伸

C—O—C伸

～3450

1770～1720

1280—1100

～2.90

5.65～5.81

7.81～9.09

弱

强

多数酯

C＝O伸缩振动

正常饱和酯

α，β-不饱和酯

δ-内酯

γ-内酯（饱和）

β-内酯

C＝O伸

1744～1739

～1720

1750～1735

1780～1760

～1820

5.73～5.75

～5.81

5.71～5.76

5.62～5.68

～5.50

强

十二、胺

NH伸

NH弯（面内）

C—N伸

NH弯（面外）

3500～3300

1650～1550

1340～1020

900～650

2.86～3.03

6.06～6.45

7.46～9.80

11.1～15.4

中

强

伯胺强，中；仲胺极弱

伯胺类

仲胺类

叔胺类

NH伸（反称、对称）

NH弯（面内）

C—N伸

NH伸

NH弯（面内）

C—N伸

C—N伸（芳香）

3500～3400

1650～1590

1340～1020

3500—3300

1650—1550

1350—1020

1360～1020

2.86～2.94

6.06～6.29

7.46～9.80

2.86—3.03

6.06—6.45

7.41—9.80

7.35～9.80

中、中

强、中

中、弱

中

极弱

中、弱

双峰

一个峰

十三、酰胺

（脂肪及芳香酰胺数据类似）

NH伸

C＝O伸

NH弯（面内）

C—N伸

3500～

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