各類化合物紅外光譜特征

1、各類化合物的紅外光譜特征有機(jī)化合物的數(shù)目非常大，但組成有機(jī)化合物的常見元素只有10種左右，組成有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)單元即稱為基團(tuán)的原子組合數(shù)目約有幾十種。根據(jù)上述討論，基團(tuán)的振動頻率主要取決于組成基團(tuán)原子質(zhì)量（即原子種類）和化學(xué)鍵力常數(shù)（即化學(xué)鍵的種類）。一般來說，組成分子的各種基團(tuán)如C-H、C-N、C=C、C=O、C-X等都有特定的紅外吸收區(qū)域（特征吸收峰），根據(jù)特征吸收峰可以推斷物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。所以，有必要對各類有機(jī)化合物的光譜特征加以總結(jié)。一、烷燒1.YGH3000-28402. SGH1460和13803.C-C1250-800當(dāng)化合物具有四個以上鄰接的CH2基團(tuán)時，幾乎總是在（715-725

2、,在鑒別上是有用的。二、烯煌三、快煌四、芳香煌2.S&H1500-13003.YGO1250-1000六、醒1.脂肪醛1150-10602.芳香醒12701230（為Ar-O伸縮）10501000cm-1（為R-O伸縮）3.乙烯醛：1225-12005、在環(huán)氧乙烷類中有三條特征譜帶可作為這種基團(tuán)的存在的標(biāo)志：1280-1240環(huán)的不對稱伸縮振動|950-810cm-1環(huán)的對稱伸縮振動|840-750cm-1七、厥基化合物（包括醛、酮、竣酸、酯、酸酎和酰胺等）1.酮1725-17052.醛1740-17202820-2720出現(xiàn)兩個強(qiáng)度相等的吸收峰3.竣酸（1）YJH3200-2500（

3、液體及固體竣酸）|3550（在氣相或極稀的非極性溶劑溶液中）（2）nC=O1730-1700（3）YGO1250附近（強(qiáng)峰）（4）S&H1400cm-1和920cm-1區(qū)域有兩個強(qiáng)而寬的吸收峰（4）竣酸鹽1580cm-1和1400cm-1之間的兩個譜帶4.酯（1） VC=O1750-1735（2）yO-C1330-10305.酸酎（1）nC=O在1860-1800cm-1和1800-1750cm-1出現(xiàn)兩個強(qiáng)的吸收峰（2）nC-O-C開鏈的在1180-1045cm-1,而環(huán)狀酸酎在1310-1200cm-16.酰月堂:兼有胺和?；衔锏奶攸cC-H伸縮振動頻率C-H彎曲振動頻率通常在7

4、20cm-1處）有譜帶（CH2以內(nèi)搖擺），它1.1.尸C-H2.2.YC=C3010-31001680-16003.3. SC-HSC-H1000-7001000-7001. vC-H2. 8三-H3.YC=C3300-3250900-6102140-2100峰形較窄，易于OH和NH區(qū)別開。寬的譜帶一元取代快煌ROCH|2260-2190二元取代快煌1.YC-H2.YC-C3.面外彎曲振動（g=C-H）五、醇和酚羥基化合物3080-30101650-145024個吸收峰900-6501.YGH3700-3500（游離的醇和酚,峰尖、強(qiáng)）|3500-3200（締和的羥基，峰形強(qiáng)而寬）（1）YNH

5、稀溶液中伯酰胺出現(xiàn)兩個中等強(qiáng)度的峰，分別在3500cm-1和3400cm-1附近，濃溶液和固體中由于有氫鍵發(fā)生,將移向3350-3180cm-1低頻區(qū)仲酰胺在很稀溶液中，在3460-3420cm-1處只出現(xiàn)一個譜帶，濃溶液中或固體中締和體出現(xiàn)在3330cm-1(3)S-H彎曲振動(酰胺II帶)伯酰胺游離態(tài)在1600cm-1處，締合態(tài)在1650-1620處，仲酰胺游離態(tài)在1550-1510處；締和體在1570-1515處(4)酰胺還有C-N吸收帶(酰胺III帶)，它們的吸收位置如下：伯酰胺1420-1400cm-1(中)；仲酰胺1305-1200cm-1(中)叔酰胺700-620cm-1(中)八

6、、胺和胺鹽1.胺：胺有三個特征吸收帶即：nNH、8NH和nC-N吸收帶(1) nNH3550-3250(2)6NH1650-15402.錢鹽伯胺和仲胺的YNHYNH3+伯胺鹽在3000-2800cm-1之間出現(xiàn)強(qiáng)和寬的吸收帶伯胺鹽的SNH3+B現(xiàn)在1600-1575cm-1和1550-1504cm-1處兩個吸收帶仲胺鹽的YNH2+出現(xiàn)在2700-2250cm-1區(qū)域；8NH2+出現(xiàn)在1620-1560cm-1區(qū)域叔胺鹽的YNH+在2700-2250cm-1區(qū)域出現(xiàn)一個強(qiáng)的寬帶或一組較尖的譜帶。九、硝基化合物vNO2別在1650-1500cm1和1370-1250cm-1脂肪族硝基化和物白兩個峰

7、分別在1565-1545cm-1;1380-1350cm-1芳香族硝基化和物vaSNO2)152515cm-1;vs(NO2)1345icm-1,芳香硝基化和物在870cm-1附近十、睛類-C-N飽和脂肪睛在2260-2240cm1有尖而強(qiáng)的CN伸縮振動吸收帶當(dāng)與不飽和鍵和芳環(huán)共軻時，該帶位移到2240-2220cm1區(qū)間，且強(qiáng)度增加十一、其它各類化合物|1.有機(jī)鹵化合物：2.有機(jī)硫化合物3.有機(jī)磷化合物4.有機(jī)硅化合物：一、譜圖解析的一般步驟1、根據(jù)分子式，計算不飽和度：f=1+n4+1/2(n3-n1)通過計算不飽和度估計分子結(jié)構(gòu)式中是否有雙鍵、三鍵或芳香環(huán)等，并可驗證光譜解析是否合理2、

8、根據(jù)未知物的紅外光譜圖找出主要的強(qiáng)吸收峰。按照由簡單到復(fù)雜的順序，習(xí)慣上將紅外區(qū)分為五個區(qū)域來分析：(1) 40002500cm-1.這是X-H(x包括C、N、O、S等)伸縮振動區(qū)，主要的吸收基團(tuán)有羥基、胺基、煌基等。(2) 25002000cm-1.為叁鍵和累積雙鍵(-C=C-、-CN-、-C=C=C-、-N=C=O-、-N=C=S-等)的伸縮振動區(qū)。(3) 20001500cm-1.為雙鍵伸縮振動區(qū)，主要有?；?C=O)吸收、碳碳雙鍵(C=C跟收、苯環(huán)的骨架振動及C=NN=O等基團(tuán)的吸收。(4) 20001500cm-1,為C-H的彎曲振動吸收峰。(5) 1300400cm-1.這個區(qū)域中

9、有單鍵的伸縮振動頻率、分子的骨架振動頻率及反映取代類型的苯環(huán)和烯煌面外彎曲振動頻率等吸收。在解析圖譜時，可先從4000-1500cm-1的官能團(tuán)入手，找出該化合物存在的官能團(tuán)，然后有的放矢到指紋區(qū)找這些基團(tuán)的吸收峰。例如：如果樣品的光譜在1740cm-1出現(xiàn)強(qiáng)的吸收時，表示有酯?；嬖?，接著從指紋區(qū)的1300-1050cm-1有酯的CO伸縮振動強(qiáng)吸收，酯的官能團(tuán)就進(jìn)一步得到肯定。另外，指紋區(qū)的一些譜帶也能提拱很有用的信息。例如在900-650cm-1區(qū)，就可以確定(CH2)4的存在，雙鍵取代程度、芳環(huán)取代位置等。二、解析圖譜應(yīng)注意幾點：1、解析時應(yīng)兼顧紅外光譜的三要素，即峰位、強(qiáng)度和峰形如，默

10、基的吸收峰比較強(qiáng)，如果在1700cm-1附近有吸收，但其強(qiáng)度很低，這并不表明所研究的化合物存在談基，而是說明該化合物存在少量含厥基的雜質(zhì)。另外，從峰形可判斷官能團(tuán)，如締合的羥基、締合的伯胺的吸收峰位置略有差別。但締合的羥基峰圓滑而寬闊，而締合的伯胺吸收峰較尖，有分岔。2、注意同一基團(tuán)的幾種振動吸收峰的相互映證。防止解釋的片面性：對于官能團(tuán)的定性，通常只有在伸縮振動和彎曲振動頻率都出現(xiàn)的情況下，才能肯定。不能確定時，可用化學(xué)方法、質(zhì)譜、核磁、紫外等檢驗。對化合物的鑒定只有在全部譜峰位置，強(qiáng)度和形狀完全吻合時，才能確定，否則就不能認(rèn)為是同一化合物。3、注意區(qū)別和排除非樣品譜帶的干擾。例1、計算C1

11、0H20O的不飽和度U=1+10+0.5X（0-22）=0這可以提供化合物不含?；赡苁谴蓟蛐?。2、圖譜的表示方法對光譜吸收帶的標(biāo)繪法，在紅外光譜圖中，吸收位置多用波數(shù)（cm-1）表示頻率，也有用波長（入）表示頻率的。吸收強(qiáng)度一般都用下列符號來表示：VS（很強(qiáng)）、SG雖）、M（中等）、W（弱）、b（寬）、YwSh（肩狀吸收帶）。光譜圖一般有兩種表示法，一種是以吸光度（即光密度）作縱坐標(biāo)（lgI0/I）,以波長或波數(shù)作橫坐標(biāo)，這樣表示的圖譜吸收峰向上。另一種表示方法是以透光率（T%即I/I0*100）為縱坐標(biāo)，以波長或波數(shù)為橫坐標(biāo)，這樣表示的圖譜吸收峰向下，吸收越強(qiáng)，則曲線越向下降。這兩種方法

12、一般后一種用的較多。一、鑒定化合物這項工作在日常中遇到最多，盡管有機(jī)化合物多達(dá)數(shù)百萬種，紅外光譜對鑒定是否是某一化合物是一項有力的工具。通常工作方法有下列幾種：1、鑒定是否為已知的化合物在鑒定是否為已知的化合物時，通常又有這二種情況：一種是用已知的標(biāo)準(zhǔn)樣品與樣品在同樣條件下測試，所得的紅外光譜圖，如果官能團(tuán)區(qū)和指紋區(qū)的吸收峰及其相對強(qiáng)度完全吻合，則樣品即被認(rèn)為與該標(biāo)準(zhǔn)品為同一化合物。另一種情況是沒有標(biāo)準(zhǔn)樣品時，可查閱有關(guān)的紅外光譜的標(biāo)準(zhǔn)圖譜。一般來說官能團(tuán)區(qū)和指紋區(qū)的吸收峰及其相對強(qiáng)度都完全吻合，則可以認(rèn)為是同一化合物。2 .鑒定一個全新的未知化合物對于一個文獻(xiàn)上沒有的全新化合物的鑒定工作，則是一項很復(fù)雜的工作，僅憑一種紅外光譜圖是不能完全解決的，但是紅外光譜圖可以給我們提供一些很