各类有机物的红外特征吸收.ppt

红外光谱图的六个区域红外光谱图的六个区域红外光谱图的六个区域红外光谱图的六个区域3700-2500cm-1 X-H伸缩振动区伸缩振动区2500-1900cm-1 三键伸缩振动区三键伸缩振动区1900-1500cm-1 双键伸缩振动区双键伸缩振动区1500-1300cm-1 C-H弯曲振动区弯曲振动区1300-910cm-1 单键伸缩振动区单键伸缩振动区910cm-1以下以下 苯环取代苯环取代 5.4 各类有机物的红外特征吸收各类有机物的红外特征吸收3700-2500cm-1 X-HX-HX-HX-H伸缩振动（伸缩振动（伸缩振动（伸缩振动（X=OX=OX=OX=O、N N N N、C C C C）O H伸伸 缩缩：3200-3650cm-1N H伸伸 缩缩：3300-3500cm-1C H伸伸 缩缩：3000cm-1 饱饱 和和C的的 C H：3000cm-1OHOHOHOH伸缩振动伸缩振动伸缩振动伸缩振动游离游离 OH OH缔合缔合 OH OH3600(3600(中中)3300(3300(强，宽强，宽)NHNHNHNH伸缩振动伸缩振动伸缩振动伸缩振动NHNH2 2 NHNH32003200（中）（中）34003400（中）（中）33003300（中）（中）CHCHCHCH伸缩振动（饱和伸缩振动（饱和伸缩振动（饱和伸缩振动（饱和C C C C）2960292528702850CHCHCHCH伸缩振动（不饱和伸缩振动（不饱和伸缩振动（不饱和伸缩振动（不饱和C C C C）烯烯苯苯30803080（中）（中）30303030（弱）（弱）2500-1900cm-1 三三三三键键和和和和垒积垒积双双双双键键伸伸伸伸缩缩振振振振动动炔炔CCCNO C O(反对称体反对称体)2140(中中)2240(中中)2350(中中)1900-1500cm-1 双键伸缩振动双键伸缩振动双键伸缩振动双键伸缩振动羰基羰基芳环芳环C=CC=C双键双键17401740（强）（强）16001600（中）（中）15001500（中）（中）16401640（强）（强）1500-1300cm-1 C-HC-HC-HC-H弯曲振动弯曲振动弯曲振动弯曲振动 CH3 CHCH3 CH3 CH214601380（中）（中）1460（中）（中）13751300910 cm-1单键单键伸缩振动伸缩振动13001050 cm-1，强峰，强峰醇、醚、羧酸、酯醇、醚、羧酸、酯醇：醇：11001050 cm-1，强，强酚：酚：12501100 cm-1，强，强酯：酯：12501100 cm-1，反对称，反对称11601050 cm-1，对称，对称强强CXCFCClCBrCI14001000 cm-1800600 cm-1700500 cm-1610485 cm-1910 cm-1以下以下苯环面外苯环面外C-H弯曲弯曲振动振动770730 cm-1单取代单取代710690 cm-1双取代双取代o-m-p-770cm-1830810 cm-1810750 cm-1710690 cm-11,3,5-叁取代叁取代910840 cm-15.4 5.4 各类有机物的红外光谱各类有机物的红外光谱一、脂肪烃类化合物二、芳香族化合物三、醇、酚、醚四、羰基化合物五、含氮化合物一、脂肪烃类化合物一、脂肪烃类化合物（一）烷烃（一）烷烃（一）烷烃（一）烷烃1.C-H1.C-H伸缩振动伸缩振动2.C-H2.C-H弯曲振动弯曲振动3.C-C3.C-C骨架振动骨架振动续前（4 4）甲基与芳环或杂原子相连：）甲基与芳环或杂原子相连：vv诱导效应：吸电子的诱导效应使吸收峰位移向高波数区诱导效应：吸电子的诱导效应使吸收峰位移向高波数区斥电子的诱导效应使吸收峰位移向低波数区斥电子的诱导效应使吸收峰位移向低波数区正辛烷的红外光谱图正辛烷的红外光谱图异丙基和叔丁基异丙基和叔丁基在在1375cm-1处的处的裂分情况：裂分情况：总之：烷烃1、30002800cm-12、（面内）（面内）14751300cm-13、（面外）（面外）740720cm-1 （CH2）n当当 n4时：时：在在740720cm-1会产生吸收峰。会产生吸收峰。（二）、烯烃（二）、烯烃（面外）（面外）990和和910两个峰两个峰8909701辛烯的红外光谱图辛烯的红外光谱图顺顺,反反-2-辛烯的红外光谱辛烯的红外光谱续前（三）炔烃（三）炔烃（三）炔烃（三）炔烃1 1C-HC-H振动振动2 2CCCC骨架振动骨架振动 取代基完全对称时，峰消失取代基完全对称时，峰消失 末末 端端2140-2100 链中链中2260-22101 辛炔的红外光谱辛炔的红外光谱示例二、芳香族化合物二、芳香族化合物1 1芳氢伸缩振动芳氢伸缩振动2 2芳环骨架伸缩振动芳环骨架伸缩振动确定苯环存在确定苯环存在3.770730cm1710690cm1为一取代苯为一取代苯甲苯的甲苯的红外光谱红外光谱邻二甲苯的红外光谱邻二甲苯的红外光谱770 735cm-1为邻二甲苯为邻二甲苯810750cm1710690cm1为间二甲苯为间二甲苯间二甲苯的红外光谱间二甲苯的红外光谱对二甲苯的红外光谱对二甲苯的红外光谱833 810cm-1为对二甲苯为对二甲苯续前a.a.单取代单取代(含含5 5个相邻个相邻H)H)续前b.b.双取代双取代 邻取代邻取代（4 4个相邻个相邻H H）间取代间取代（3 3个相邻个相邻H H，1 1个孤立个孤立H H）对取代对取代（2 2个相邻个相邻H H）图示c.c.多取代多取代三、醇、酚、醚三、醇、酚、醚1 1O-HO-H伸缩振动：伸缩振动：2 2C-OC-O伸缩振动：伸缩振动：（一）醇、酚（一）醇、酚（一）醇、酚（一）醇、酚 注：酚还具有苯环特征注：酚还具有苯环特征3340cm-11100cm-1续前（二）醚（二）醚（二）醚（二）醚1 1链醚和环醚链醚和环醚2 2芳醚和烯醚芳醚和烯醚示例四、羰基化合物四、羰基化合物18501650cm-1 羰基的伸缩振动吸收是红外羰基的伸缩振动吸收是红外光谱中最具特色的吸收。因：光谱中最具特色的吸收。因：1、羰基极性大吸收强度高；、羰基极性大吸收强度高；2、在、在18501650cm-1区域几乎无其它区域几乎无其它的吸收干扰，可以说是：独此一家，别的吸收干扰，可以说是：独此一家，别无分店。无分店。四、羰基化合物四、羰基化合物1 1酮酮 2 2醛醛 3 3酰氯酰氯（一）酮、醛、酰氯（一）酮、醛、酰氯（一）酮、醛、酰氯（一）酮、醛、酰氯 共轭效应使吸收峰共轭效应使吸收峰低波数区低波数区 环酮：环张力环酮：环张力，吸收峰，吸收峰高波数区高波数区 共轭效应使吸收峰共轭效应使吸收峰低波数区低波数区 双峰原因双峰原因费米共振费米共振 诱导效应使吸收峰诱导效应使吸收峰高波数区高波数区 峰位排序：酸酐峰位排序：酸酐峰位排序：酸酐峰位排序：酸酐 酰卤酰卤酰卤酰卤 羧酸羧酸羧酸羧酸（游离）（游离）酯类酯类酯类酯类 醛醛醛醛 酮酮酮酮 酰胺酰胺酰胺酰胺示例续前1 1羧酸羧酸2 2酯酯3 3酸酐酸酐（二）羧酸、酯、酸酐（二）羧酸、酯、酸酐（二）羧酸、酯、酸酐（二）羧酸、酯、酸酐 示例五、含氮化合物五、含氮化合物（一）胺（一）胺（一）胺（一）胺特征区分特征区分 示例续前（二）酰胺（二）酰胺（二）酰胺（二）酰胺特征区分特征区分 注注注注:共轭共轭共轭共轭 诱导诱导诱导诱导 波数波数波数波数 示例续前（三）硝基（三）硝基（四）腈（四）腈外可分远中近，中红特征指纹区，1300来分界，注意横轴划分异。看图要知红外仪，弄清物态液固气。样品来源制样法，物化性能多联系。识图先学饱和烃，三千以下看峰形。2960、2870是甲基，2930、2850亚甲峰。1470碳氢弯，1380甲基显。二个甲基同一碳，1380分二半。面内摇摆720，长链亚甲亦可辨。红外识谱歌烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。末端烯烃此峰强，只有一氢不明显。化合物，又键偏，1650会出现。烯氢面外易变形，1000以下有强峰。910端基氢，再有一氢990。顺式二氢690，反式移至970；单氢出峰820，干扰顺式难确定。炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。三键伸展二千二，炔氢摇摆六百八。芳烃呼吸很特征，16001430。16502000，取代方式区分明。900650，面外弯曲定芳氢。五氢吸收有两峰，700和750；四氢只有750，二氢相邻830；间二取代出三峰，700、780，880处孤立氢醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。CO伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。1050伯醇显，1100乃是仲，1150叔醇在，1230才是酚。1110醚链伸，注意排除酯酸醇。若与键紧相连，二个吸收要看准，1050对称峰，1250反对称。苯环若有甲氧基，碳氢伸展2820。次甲基二氧连苯环，930处有强峰，环氧乙烷有三峰，1260环振动，九百上下反对称，八百左右最特征。缩醛酮，特殊醚，1110非缩酮。酸酐也有CO键，开链环酐有区别，开链强宽一千一，环酐移至1250。羰基伸展一千七，2720定醛基。吸电效应波数高，共轭则向低频移。张力促使振动快，环外双键可类比。二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽，920，钝峰显，羧基可定二聚酸、酸酐千八来偶合，双峰60严相隔，链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰，1600反对称，1400对称峰。1740酯羰基，何酸可看碳氧展。1180甲酸酯，1190是丙酸，1220乙酸酯，1250芳香酸。1600兔耳峰，常为邻苯二甲酸。氮氢伸展三千四，每氢一峰很分明。羰基伸展酰胺I，1660有强峰；NH变形酰胺II，1600分伯仲。伯胺频高易重叠，仲酰固态1550；碳氮伸展酰胺III，1400强峰显。胺尖常有干扰见，NH伸展三千三，叔胺无峰仲胺单，伯胺双峰小而尖。1600碳氢弯，芳香仲胺千五偏。八百左右面内摇，确定最好变成盐。伸展弯曲互靠近，伯胺盐三千强峰宽，仲胺盐、叔胺盐，2700上下可分辨，亚胺盐，更可怜，2000左右才可见。硝基伸缩吸收大，相连基团可弄清。1350、1500，分为对称反对称。氨基酸，成内盐，31002100峰形宽。1600、1400酸根展，1630、1510碳氢弯。盐酸盐，羧基显，钠盐蛋白三千三。矿物组成杂而乱，振动光谱远红端。钝盐类，较简单，吸收峰，少而宽。注意羟基水和铵，先记几种普通盐。1100是硫酸根，1380硝酸盐，1450碳酸根，一千左右看磷酸。硅酸盐，一峰宽，1000真壮观。勤学苦练多实践，红外识谱不算难。5.5 5.5 红外光谱法解析及应用红外光谱法解析及应用5.5.1有机化合物结构分析 1、目标化合物验证 样品制备样品制备样品制备样品制备 做红外光谱图做红外光谱图做红外光谱图做红外光谱图 查红外标准谱图查红外标准谱图查红外标准谱图查红外标准谱图纯度纯度98%98%，样品状态不同，则谱图不同。，样品状态不同，则谱图不同。溶剂中测试，要扣除溶剂吸收峰，溶剂中测试，要扣除溶剂吸收峰，KBrKBr压压片法易吸水，如吸水则在片法易吸水，如吸水则在3450cm3450cm-1-1有较宽有较宽吸收。痕量的水在吸收。痕量的水在3500cm3500cm-1-1和和1630cm1630cm-1-1附近有吸收，附近有吸收，2330cm2330cm-1-1附近常有附近常有COCO2 2的吸的吸收峰收峰 样品制备样品制备样品制备样品制备萨特勒红外标准谱萨特勒红外标准谱(UV IR H1-NMR)the Sadteler standard spectrathe Sadteler standard spectra，IR IR索引：分子式：索引：分子式：C C，H H，Br,Cl,F,I,N Br,Cl,F,I,N，O O 化合物名称：化合物名称：按英文名的字母顺序按英文名的字母顺序 按功能基分类：按功能基分类：脂环族，脂肪族，芳香族，脂环族，脂肪族，芳香族，杂环，杂环芳香族，无机物杂环，杂环芳香族，无机物n n化合物类型的判断化合物类型的判断化合物类型的判断化合物类型的判断 有机物和无机物有机物和无机物有机物和无机物有机物和无机物 饱和化合物与不饱和化合物饱和化合物与不饱和化合物饱和化合物与不饱和化合物饱和化合物与不饱和化合物 烯烃或芳烃烯烃或芳烃烯烃或芳烃烯烃或芳烃n n推断可能含有的功能团推断可能含有的功能团推断可能含有的功能团推断可能含有的功能团 先看特征频率区（先看特征频率区（3600-13503600-1350），再看指纹区（），再看指纹区（1350-4001350-400）。）。先看强峰，再看弱峰先看强峰，再看弱峰先找特征吸收峰，再找相关峰佐证先找特征吸收峰，再找相关峰佐证 n n计算分子的计算分子的计算分子的计算分子的不饱和度不饱和度不饱和度不饱和度，根据不饱和度的结果推断分子中可能存在，根据不饱和度的结果推断分子中可能存在，根据不饱和度的结果推断分子中可能存在，根据不饱和度的结果推断分子中可能存在的官能团。的官能团。的官能团。的官能团。n n根根根根据据据据吸吸吸吸收收收收峰峰峰峰的的的的位位位位置置置置、强强强强度度度度、形形形形状状状状分分分分析析析析各各各各种种种种官官官官能能能能团团团团及及及及其其其其相相相相对对对对关关关关系系系系，推出化合物的化学结构推出化合物的化学结构推出化合物的化学结构推出化合物的化学结构 2.2.未知物定性分析未知物定性分析不饱和度的计算不饱和度的计算不饱和度的计算不饱和度的计算UN=1+n4+1/2(n3-n1)n4为4价原子的个数，如C、Si，n3为3价原子的个数,如N、P，n1为1价原子的个数，如H、F、Cl、Br、I例：例：C C7 7H H6 6O O不饱和度的计算不饱和度的计算UN=1+7+1/2(0-6)=5不饱和度意义：不饱和度意义：不饱和度意义：不饱和度意义：谱图解析例谱图解析例谱图解析例谱图解析例1 1 1 1某化合物分子式为某化合物分子式为某化合物分子式为某化合物分子式为C C C C4 4 4 4H H H H8 8 8 8O O O O2 2 2 2谱图如下谱图如下谱图如下谱图如下求结构求结构求结构求结构5.5.2 红外光谱解析实例红外光谱解析实例3000cm-1 CH2,C H31740cm-1 C=0 1 4 7 0 C H2 1 3 7 5 C H31239 C-O-C解释解释UN=1+4+1/2(0-8)=1可能的结构可能的结构CHCH3 3 C CC C2 2H H5 5O OO OHCHCO OO O C C3 3H H7 7C C2 2H H5 5C CCHCH3 3 O OO O最后判断：最后判断：查标准谱图查标准谱图sadtlersadtler标准谱图标准谱图用标准样品用标准样品进一步分析谱图或借助其他信息进一步分析谱图或借助其他信息谱图解析例谱图解析例2 2某化合物分子式为某化合物分子式为某化合物分子式为某化合物分子式为C C C C8 8 8 8H H H H10101010,谱图如下谱图如下谱图如下谱图如下求结构求结构求结构求结构谱图解析：谱图解析：UN=1+8+1/2(0-10)=4,该化合物可能含有苯环1600cm-1、1500cm-1为苯环的骨架特征吸收峰，31003000cm-1有吸收，可能是由苯环的C=C-H引起的745cm-1、695cm-1的吸收带及20001700cm-1间的吸收带是苯环的单取代30002800cm-1及1372cm-1为甲基、亚甲基的吸收带综上所述，该化合物为乙基苯谱图解析例谱图解析例3 3谱图解析：谱图解析：UN=1+10+1/2（0-12）=5，该化合物可能含有苯环1700cm-1强而尖为羰基2820cm-1、2720cm-1为醛基氢3400cm-1太弱，不能认为是OH或NH1610cm-1、1575cm-1表明有苯环存在1390cm-1、1365cm-1说明有偕二甲基830cm-1说明苯环的对位取代综上所述，此化合物为谱图解析例谱图解析例谱图解析例谱图解析例4 4 4 4谱图解析：谱图解析：UN=1+8+1/2（0-18）=0，该化合物无不饱和键3330cm-1强而宽峰为典型的缔合羟基1056cm-1为C-O键的伸缩振动，表明为伯醇30002800cm-1及1460cm-1、1380cm-1为甲基、亚甲基1380cm-1无分裂，说明无偕二甲基719cm-1说明-（CH2）n中，n4综上所述，此化合物为谱图解析例谱图解析例5 5谱图解析：谱图解析：UN=1+9+1/2（0-10）=5，该化合物可能含有苯环1610、1510cm-1处为苯环的骨架特征吸收峰1630cm-1为C=C键的伸缩振动，表明为烯990cm-1及905cm-1为RCH=CH2的特征吸收830cm-1说明为苯环的对位取代综上所述，此化合物为某化合物某化合物C C9 9H H1010O O，其，其IRIR光谱主要吸收峰位为光谱主要吸收峰位为30803080，30403040，29802980，29202920，16901690（s s），），16001600，15801580，15001500，13701370，12301230，750750，690cm-1690cm-1，试推断分子结构，试推断分子结构 解解:谱图解析例谱图解析例6 6谱图解析例谱图解析例7 7续前解：解：续前峰归属如下：峰归属如下：续前示例续前解解:续前续前练习续前解：解：C8H7N，确定结构，确定结构解：解：1）=1-（1-7）/2+8=6 2）峰归属）峰归属 3）可能的结构）可能的结构练习题：1 1：由元素分析某化合物的分子式为：由元素分析某化合物的分子式为C C4 4H H6 6O O2 2，测，测得红外光谱如图得红外光谱如图2.162.16，试推测其结构。，试推测其结构。解：解：由分子式计算不饱和度由分子式计算不饱和度U U=4=46/26/21=21=2 特征区：特征区：3070cm3070cm-1-1有弱的不饱和有弱的不饱和CHCH伸缩振动吸收，与伸缩振动吸收，与1650cm1650cm-1-1的的v vc=cc=c 谱带对应表明有烯键存在，谱带较弱，谱带对应表明有烯键存在，谱带较弱，是被极化了的烯键。是被极化了的烯键。1765cm1765cm-1-1强吸收谱带表明有羰基存在，结合最强吸收谱强吸收谱带表明有羰基存在，结合最强吸收谱带带1230cm1230cm-1-1和和1140cm1140cm-1-1的的C-O-CC-O-C吸收应为酯基。吸收应为酯基。这个化合物属不饱和酯，根据分子式有如下结构：这个化合物属不饱和酯，根据分子式有如下结构：（1 1）CHCH2 2=CH=CHCOOCOOCHCH3 3丙烯酸甲酯丙烯酸甲酯（2 2）CHCH3 3COOCOOCH=CHCH=CH2 2醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯这两种结构的烯键都受到邻近基团的极化，吸收强度较这两种结构的烯键都受到邻近基团的极化，吸收强度较高。高。普通酯的普通酯的v vC=OC=O在在1745cm1745cm-1-1附近，结构（附近，结构（1 1）由于共轭效应）由于共轭效应v vC=OC=O频率较低，估计在频率较低，估计在1700cm1700cm-1-1左右，且甲基的对称变左右，且甲基的对称变形振动频率在形振动频率在1440cm1440cm-1-1处，与谱图不符。谱图的特点与处，与谱图不符。谱图的特点与结构（结构（2 2）一致，）一致，v vC=OC=O频率较高以及甲基对称变形振动吸频率较高以及甲基对称变形振动吸收向低频位移（收向低频位移（1365cm1365cm-1-1），强度增加，表明有），强度增加，表明有CHCH3 3COCCOC结构单元。结构单元。v vs sC-O-CC-O-C升高至升高至1140cm1140cm-1-1处。且强处。且强度增加，表明不饱和酯。度增加，表明不饱和酯。指纹区：指纹区：=CH=CH出现在出现在955955和和880cm880cm-1-1，由于烯键受到极，由于烯键受到极化，比正常的乙烯基化，比正常的乙烯基=CH=CH位置（位置（990990和和910cm910cm-1-1）稍低。）稍低。由上图谱分析，由上图谱分析，化合物的结构为（化合物的结构为（化合物的结构为（化合物的结构为（2 2），），），），可与标准图谱对可与标准图谱对照照 学生进行图谱解析训练4