09第7章红外吸收光谱法.ppt

§10－3基团频率和特征吸收峰 O－H C－H N－H C＝C C≡C C＝O 特征吸收峰：能代表某基团存在，并有较高强度的吸收峰 特征吸收频率（or基团频率）：特征吸收峰所在的位置 红外光谱图 官能团区（4000－1300cm-1） 指纹区（1300－600cm-1） 一、官能团区 σ4000－1300cm-1 λ2.5－7.7μm 该区域的峰是由X－H（X为O,N,C等）单键的伸缩振动以及各种双键、叁键的伸缩振动所产生的吸收带，且在该区域内峰较稀疏，是基团鉴定工作最有价值的区域，称为官能团区 1、官能团区形成的原因 （1）由于含氢官能团的折合质量μ小（1），含双键or叁键的官能团因健力常数大（大约为单键的2～3倍） （2）由于大多数官能团属于端基基团，如： －O－H －N H H C＝O －C≡N －C≡C－ 它们仅以一根or二根键与分子其余部分相连，故分子环境对基团的影响较小，因而同一官能团在不同分子中时其健力常数变化不大，吸收峰出现在比较固定的范围内，从而形成了官能团区 2、官能团区的特点 （1）各官能团的红外特征吸收峰均出现在谱图的较高频率区 （2）官能团具有自己的特征吸收频率，不同化合物中的同一官能团，它们的红外光谱都出现在一段比较狭窄的范围内 3、官能团区的四个波段 （1）4000－2500cm-1 X－H（C,N,O,S等）的伸缩振动区 O－H(3700-3200)，COO－H(3600-2500)，N－H(3500-3300)等 不饱和碳（双键及芳环）的碳氢（C－H）伸缩振动频率高于3000 饱和碳（除三元环外）的碳氢（C－H）伸缩振动频率低于3000且出现四个吸收峰，两个属CH3 γs 2870 γas 2960；两个属CH2 γs2850 γas2925，由这两组峰的强度可大致判断CH2和CH3的比例 （2）2500－2000cm-1 －C≡C－ －C≡N 等叁键的伸缩振动（γs） －C=C=C， －C=C=O等累积双键的不对称伸缩振动（γas ） （3）2000－1500cm-1 双键的伸缩振动区，红外光谱中很重要的区域 ①判断羰基化合物 C＝O（酰卤、酸、酯、醛、酮、酰胺等）出现在1870～1600cm-1，为强峰，往往是谱图中的第一强峰。是判断有无羰基化合物的主要依据 C＝C， C＝N ，N＝O的伸缩振动出现在1675～1500cm-1处，强度小，分子比较对称时C＝C的吸收峰很弱 ②苯的衍生物 在2000～1667cm-1处，的倍频or组频吸收 在900～600cm-1处， C－H面外变形振动 苯的取代类型 σ/cm-1 苯衍生物的红外光谱图 （4）1500－1300 cm-1 CH3约在1380cm-1和1460cm-1同时吸收；1380cm-1处分叉时，表示偕二甲基的存在。CH2仅在1470cm-1左右有吸收 结合（1）和（4）判断CH基团（CH3、CH2、－CH－） 二、指纹区 σ1300－600cm-1 λ7.7－16.7μm 该区能量较官能团区低，各种单键的伸缩振动以及多数基团变形振动均在此区出现。 1、指纹区的存在是分子结构特征的反映 ①由于分子中不连结氢原子的单键的伸缩振动及各键的变形振动，其折合质量大or健力常数小，这些振动的频率相对于含氢官能团、及含双键、叁键的官能团的伸缩振动及部分变形振动频率低，且相差不大 ②其次是这些单键基团周围通常涉及许多化学键 C N C C ③再则是由于变形振动的能量差别小 2、指纹区的两个波段 （1）1300－910cm-1 所有单键的伸缩振动和分子骨架振动都在这个区域；部分含氢基团的一些变形振动和一些含重原子的双键的伸缩振动也在这个区域 （2）910－600cm-1 苯环取代而产生的吸收是这个区域重要内容（参见p171图6－7）这是利用红外光谱推断苯环取代位置的主要依据 烯的碳氢变形振动频率处于本区和上一个区 解析图谱： （1）从官能团区可以找出该化合物存在的官能团 （2）指纹区则宜于用来同标准谱图or已知化合物 谱图进行比较 得出未知物与已知物结构相同或不同的确切结论 三、主要基团的特征吸收峰 C－OH 基团，除γO－H 3700-3600 cm-1外，还有δO－H 1450-1300 cm-1 ， γC－O 1160-1000cm-1。后两个吸收峰进一步证明OH的存在 附：各类有机化合物的红外特征吸收光谱 目的：加深和巩固课堂学习的有关内容，拓宽基础，为图谱解析预备知识 附：各类有机化合物的红外特征吸收光谱 一、烷烃 烷烃（链烃和C5以上的环烷烃）的IR光谱主要由C－H键、骨架振动所引起，其中以C－H键的伸缩振动最为有用，在确定分子构型时也常借助于C－H的变形振动和C－C骨架振动吸收 1、