各類化合物的紅外光譜特征

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上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(dòng)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(duì)各類有機(jī)化合物的光譜特征加以總結(jié)。一、烷烴1. C-H  30002840 C-H伸縮振動(dòng)頻率2. C-H 1460 和 1380 C-H彎曲振動(dòng)頻

2、率3.C-C 1250-800當(dāng)化合物具有四個(gè)以上鄰接的CH2基團(tuán)時(shí)，幾乎總是在（715-725，通常在720cm-1處）有譜帶（CH2以內(nèi)搖擺），它在鑒別上是有用的。二、烯烴 1. C-H 3010-31002.C=C 1680-16003. C-H   1000-700三、炔烴1. C-H 3300-3250 峰形較窄，易于OH和NH區(qū)別開。2. C-H 900-610 寬的譜帶3. CC 2140-2100 一元取代炔烴 RCCH | 2260-2190 二元取代炔烴四、芳香烴1.C-H 3080-30102.C-C 1650-1450 24個(gè)吸收峰3. 面外彎曲振動(dòng)

3、 (g=C-H ) 900-650五、醇和酚 羥基化合物1. O-H 3700-3500（游離的醇和酚，峰尖、強(qiáng)） | 3500-3200（締和的羥基，峰形強(qiáng)而寬）2. O-H 150013003. C-O 12501000六、醚1.脂肪醚 1150-10602.芳香醚 1270 1230（為 Ar-O 伸縮） 1050 1000 cm-1（為 R-O 伸縮）3.乙烯醚：    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

4、0;  環(huán)的不對(duì)稱伸縮振動(dòng) | 950-810cm-1  環(huán)的對(duì)稱伸縮振動(dòng)  | 840-750cm-1  七、羰基化合物（包括醛、酮、羧酸、酯、酸酐和酰胺等）1.酮 1725-17052.醛 1740-1720 2820-2720出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)度相等的吸收峰3.羧酸（1）O-H 3200-2500（液體及固體羧酸） | 3550（在氣相或極稀的非極性溶劑溶液中）（2）nC=O 1730-1700（2）C-O 1250附近 （強(qiáng)峰）（3） O-H 1400cm-1和920cm-1區(qū)域有兩個(gè)強(qiáng)而寬的吸收峰（4）羧酸鹽 1580cm-1 和

5、1400cm-1 之間的兩個(gè)譜帶4.酯(1) C=O 1750-1735(2) C-O-C 1330-10305.酸酐（1）n C=O 在1860-1800cm-1和1800-1750cm-1出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)的吸收峰 (2) n C-O-C 開鏈的在1180-1045cm-1，而環(huán)狀酸酐在1310-1200cm-16.酰胺: 兼有胺和羰基化合物的特點(diǎn)（1)N-H稀溶液中伯酰胺出現(xiàn)兩個(gè)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(gè)譜帶，濃溶液中或固體中締和體出現(xiàn)

6、在3330cm-1(3)N-H彎曲振動(dòng)(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        

7、;  700-620cm-1（中） 八、胺和胺鹽1.胺：胺有三個(gè)特征吸收帶即：nNH、 N-H和nC-N吸收帶（1）nNH 3550-3250（2） N-H 1650-15402.銨鹽伯胺和仲胺的NH NH3+ 伯胺鹽在3000-2800cm-1之間出現(xiàn)強(qiáng)和寬的吸收帶伯胺鹽的NH3+出現(xiàn)在1600-1575cm-1和1550-1504cm-1處兩個(gè)吸收帶仲胺鹽的NH2+ 出現(xiàn)在2700-2250cm-1 區(qū)域； NH2+ 出現(xiàn)在1620-1560cm-1區(qū)域叔胺鹽的NH+ 在2700-2250cm-1 區(qū)域出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)的寬帶或一組較尖的譜帶。九、硝基化合物 別在1650-15

8、00cm和1370-1250cm-1脂肪族硝基化和物的兩個(gè)峰分別在1565-1545cm-1 ；1380-1350cm-1芳香族硝基化和物as（NO2）1525±15cm-1 ；s（NO2）1345±cm-1，芳香硝基化和物在870cm-1附近十、腈類  -CN飽和脂肪腈在2260-2240 cm有尖而強(qiáng)的-CN伸縮振動(dòng)吸收帶當(dāng)與不飽和鍵和芳環(huán)共軛時(shí)，該帶位移到2240-2220 cm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(jì)算不飽和度：f = 1 + n4 +

9、1/2 ( n3 n1)  通過計(jì)算不飽和度估計(jì)分子結(jié)構(gòu)式中是否有雙鍵、三鍵或芳香環(huán)等，并可驗(yàn)證光譜解析是否合理2、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(jiǎn)單到復(fù)雜的順序，習(xí)慣上將紅外區(qū)分為五個(gè)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(dòng)區(qū)，主要的吸收基團(tuán)有羥基、胺基、烴基等。（2）25002000cm-1. 為叁鍵和累積雙鍵（-CC-、 -CN-、 -CCC-、 -NCO-、 -NCS-等）的伸縮振動(dòng)區(qū)。（3） 20001500cm-1. 為雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)，主要有羰基（C=O)吸收、碳碳雙鍵（C=C)吸收、苯

10、環(huán)的骨架振動(dòng)及C=N N=O等基團(tuán)的吸收。（4） 20001500cm-1，為C-H的彎曲振動(dòng)吸收峰。（5）1300400cm-1. 這個(gè)區(qū)域中有單鍵的伸縮振動(dòng)頻率、分子的骨架振動(dòng)頻率及反映取代類型的苯環(huán)和烯烴面外彎曲振動(dòng)頻率等吸收。在解析圖譜時(shí)，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(shí)，表示有酯羰基存在，接著從指紋區(qū)的1300-1050cm-1有酯的伸縮振動(dòng)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

11、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(diǎn)：、 解析時(shí)應(yīng)兼顧紅外光譜的三要素，即峰位、強(qiáng)度和峰形如，羰基的吸收峰比較強(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羰基，而是說明該化合物存在少量含羰基的雜質(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。、  注意同一基團(tuán)的幾種振動(dòng)吸收峰的相互映證。  防止解釋的片面性：對(duì)于官能團(tuán)的定性，通常只有在伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)頻率都出現(xiàn)的情況下，才能肯定。不能確定時(shí)，可用化

12、學(xué)方法、質(zhì)譜、核磁、紫外等檢驗(yàn)。對(duì)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(shí)，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(jì)算10H20O的不飽和度   U=1+ 10 + 0.5 ×（0-22）=0 這可以提供化合物不含羰基，可能是醇或醚。2、 圖譜的表示方法對(duì)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（）表示頻率的。吸收強(qiáng)

13、度一般都用下列符號(hào)來表示：VS（很強(qiáng)）、S（強(qiáng)）、M（中等）、W（弱）、b（寬）、Vw、Sh（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。這兩種方法一般后一種用的較多。一、鑒定化合物這項(xiàng)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(duì)鑒定是否是某一化合物是一項(xiàng)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(shí)，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(cè)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(duì)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(shí)，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(duì)強(qiáng)度都完全吻合，則可以認(rèn)為是同一化合物。.鑒定一個(gè)全新的未知化合物  對(duì)于一個(gè)文獻(xiàn)上沒有的全新化合物的鑒定工作，則是一項(xiàng)很復(fù)