红外光谱与分子结构汇编.doc

红外光谱与分子结构 一、红外光谱的特征性 通过对大量标准样品的红外光谱的研究，处于不同有机物分子的同一种官能团的振动频率变化不大，即具有明显的特征性。 这是因为连接原子的主要为价键力，处于不同分子中的价键力受外界因素的影响有限！即各基团有其自已特征的吸收谱带。 例：2800～3000cm-1：-CH3特征峰；1600～1850cm-1：-C=O 特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化： —CH2—CO—CH2— 1715cm-1 酮 —CH2—CO—O— 1735cm-1 酯 —CH2—CO—NH— 1680cm-1 酰胺 二、红外光谱的分区 习惯上把化合物的4000～400cm-1范围的中红外区的红外光谱划分为四个区域。 1、X–H 伸缩振动区：4000～2500cm-1，X=O、N、C、S …； 2、叁键及累积双键伸缩振动区：2500～1900cm-1； 3、双键伸缩振动区：1900～1200cm-1； 4、X–Y伸缩振动，X–H 变形振动区：1650cm-1； 指纹区：1330～650cm-1，X–C（X≠H）键的伸缩振动及各类变形振动。 特征区：某些官能团的伸缩振动 特点：吸收峰比较少，同一官能团存在于不同的化合物中，吸收峰位置变动不大，特征性较强，可以用来鉴定官能团。 指纹区：某些分子的骨架振动 特点：振动频率对整个分子结构环境的变化十分敏感，分子结构的细微变化，引起该区域的变化十分地灵敏，可用于鉴别不同化合物。 1、X–H 伸缩振动区（4000～2500cm-1） X代表O、N、C、S时，对应醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃及饱和烃类的 O–H、N–H、C–H伸缩振动。 （1）O–H 醇与酚：游离态（浓度小），3640～3610cm-1，峰形尖锐； 缔合（浓度大），3300cm-1附近，峰形宽而钝。 羧酸：3300～2500cm-1，中心约3000cm-1，谱带宽。 （2）N–H 胺类：游离，3500～3300cm-1；缔合，吸收位置降低约100cm-1。 伯胺：3500～3400cm-1，吸收强度比羟基弱； 仲胺：3400cm-1；吸收峰比羟基要尖锐； 叔胺：无吸收。 酰胺：伯酰胺：3350～3150cm-1附近出现双峰； 仲酰胺：3200cm-1附近出现一条谱带； 叔酰胺：无吸收。 （3）C–H 烃类：3300～2700cm-1范围，3000cm-1是分界线。 不饱和碳（三键、双键及苯环）＞3000cm-1； 饱和碳（除三元环外）＜3000cm-1。 炔烃：～3300cm-1，峰很尖锐； 烯烃、芳烃：3100～3000cm-1； 饱和烃基：3000～2700cm-1，四个峰。 –CH3：～2960（s）、～2870cm-1（m） –CH2–：～2925（s）、～2850cm-1（s） ＞CH–：～2890cm-1 醛基：2850～2720cm-1，两个吸收峰。 巯基：2600～2500cm-1，谱带尖锐，容易识别。 2、叁键及累积双键伸缩振动区（2500～1900cm-1） 叁键、累积双键（–C≡C–、–C≡N、＞C=C=C＜、–N=C=O、–N=C=S）谱带为中等强度吸收或弱吸收。干扰少，容易识别。 （1）C≡C（2280～2100cm-1） 乙炔及全对称双取代炔在红外光谱中观测不到。 （2）C≡N（2250～2240cm-1，谱带较C≡C强） C≡N与苯环或双键共轭，谱带向低波数位移20～30cm-1。 3、双键伸缩振动区（1900～1200cm-1） 双键包括C=O、C=C、C=N、N=O。 （1）C=O 1900～1650cm-1，峰尖锐或稍宽，其强度都较大。 羰基的吸收一般为最强峰或次强峰。 变化规律： 酰卤：吸收位于最高波数端，特征，无干扰。