紅外光譜第二節(jié).ppt

第二節(jié) 紅外光譜的重要吸收區(qū)段,紅外光譜8個重要區(qū)段與有機物官能團特征頻率 特征頻率區(qū) 區(qū) 段 波數(shù)/cm-1 振動類型 (1) NH OH OH 37503000 NH 伸縮振動區(qū) (2)不飽和CH 伸縮振動區(qū) 33003000 CH =CH (烯烴和芳環(huán)) (3)飽和CH 伸縮振動區(qū) 30002700 CH,（RCHO),區(qū) 段 波數(shù)/cm-1 振動類型 (4)三鍵和 24002100 CC 累積雙鍵 CN 伸縮振動區(qū) C=C=C (5)羰基 19001650 C=O 伸縮振動區(qū) (6)雙鍵 16801500 C=C 伸縮振動區(qū) (烯烴和芳環(huán)),C-H面內(nèi)不對稱彎曲振動,C-H面內(nèi)對稱彎曲振動,癸烷,甲基亞甲基C-H對稱不對稱伸縮振動,甲基亞甲基C-H面內(nèi)不對稱彎曲振動,甲基C-H面內(nèi)對稱彎曲振動,直鏈亞甲基個數(shù)4的C-H面內(nèi)搖擺振動,甲基面內(nèi)對稱彎曲振動,甲基亞甲基C-H面內(nèi)不對稱彎曲振動,甲基亞甲基C-H對稱不對稱伸縮振動,O-H伸縮振動,C-O伸縮振動（13001050cm-1） 含氧化合物（如醇、酚、醚、酸酐、羧酸、酯等） 除醚類化合物外，含氧化合物在其它峰區(qū)都有特征吸收帶（如酸類化合物有O-H伸縮振動，C=O伸縮振動。此峰區(qū)的C-O或C-O-C伸縮振動為其相關(guān)峰。) 醚類化合物的C-O-C伸縮振動是確定醚鍵存在的唯一譜帶。 醇、酚：C-O伸縮振動12001000 cm-1，結(jié)合第一峰區(qū)O-H伸縮振動特征吸收帶，可判斷化合物為醇類或酚類化合物。 C-O伸縮振動均為強吸收帶；伯醇約1050 cm-1；仲醇約1100 cm-1；叔醇約1150 cm-1；酚類化合物約1200 cm-1。,乙醇的紅外吸收光譜（液膜法）,醚：C-O-C伸縮振動位于1275-1060 cm-1范圍，存在不對稱伸縮振動和對稱伸縮振動。 對稱醚，如正丙基醚的1130 cm-1，二苯醚的1230 cm-1，均為不對稱伸縮振動，對稱伸縮振動則觀測不到。 非對稱醚，如苯基或烯基醚，由于p-共軛，C-O鍵強度增大，C-O-C不對稱伸縮振動高波數(shù)位移約1250 cm-1，對稱伸縮振動位于低波數(shù)端的1050 cm-1附近。如對甲氧基苯甲醛的1260 cm-1、1030 cm-1，正丁基烯醚的1200 cm-1、1085 cm-1。 環(huán)醚在1260780 cm-1范圍出現(xiàn)兩條或兩條以上的吸收帶。環(huán)張力增大, as C-O-C波數(shù)降低，s 波數(shù)升高。如環(huán)氧戊烷as1098 cm-1，s 813 cm-1。環(huán)氧乙烷as839 cm-1，s 1270 cm-1，這是由于三元環(huán)改變了鍵角的結(jié)果。,唯一可鑒別的特征是1060 1275cm-1范圍內(nèi)有強度大且寬的C-O伸縮振動： （1）烷基醚在10601150 cm-1 ；（2）芳基醚和乙烯基醚在12001275cm-1 以及在10201075 cm-1(較弱)。,1500,醚類化合物的紅外光譜,例1：乙醚的紅外吸收光譜,例2: 正丁醚的紅外光譜,酯：酯分子中，C-O-C伸縮振動位于13001050 cm-1范圍，出現(xiàn)23條譜帶，對應(yīng)于C-O-C的不對稱伸縮振動和對稱伸縮振動，均為強吸收帶。通常兩吸收帶波數(shù)之差為130170 cm-1。如對亞硝基苯甲酸乙酯的1280 cm-1、1108 cm-1、，= 172 cm-1；醋酸異丙烯酯的1200 cm-1、1027 cm-1，= 173 cm-1。乙酸苯酯的紅外光譜中C-O-C對稱伸縮振動向高波數(shù)位移，兩吸收帶靠近，降低。,C-H面外彎曲振動區(qū)（1000-650 cm-1） 1）烯烴：面外彎曲振動位于1000-650 cm-1范圍，s或m吸收帶，容易識別，可用于判斷烯烴的取代情況 ： RHC=CH2 單取代 990 cm-1 ， 910 cm-1 RCH=CHR 順式取代： 690 cm-1 RCH=CHR 反式取代： 970 cm-1 R2C=CH2 同碳二取代： 890 cm-1 R2C=CHR 三取代： 840790 cm-1,丙烯醛,單取代烯烴C-H面外彎曲振動,烯烴C-H倍頻吸收,醛羰基伸縮振動,C=C,O=C-H,CH2n: CH2面內(nèi)搖擺振動位于800700 cm-1，弱吸收帶。對于無其它譜帶干擾的烴類化合物，可用此范圍的譜帶判斷n的數(shù)目。,指紋區(qū) 4個CH2成直鏈，面內(nèi)搖擺振動 ： 725722 (cm-1) 4個CH2成直鏈，面內(nèi)搖擺振動 ： 向高波數(shù)方向移動,N 1 2 3 4 cm-1 785-770 743-734 729-726 725-722,N 1 2 3 4 cm-1 785-770 743-734 729-726 725-722 2，2-二甲基戊烷 740 cm-1,甲基與亞甲基C-H伸縮振動,甲基C-H對稱彎曲振動,甲基亞甲基C-H不對稱彎曲振動,癸烷725 cm-1,甲基亞甲基面內(nèi)不對稱彎曲振動,甲基面內(nèi)對稱彎曲振動,甲基亞甲基對稱不對稱伸縮振動,亞甲基面內(nèi)搖擺振動,下列化合物在1000665cm-1區(qū)域吸收特征有何不同？,芳環(huán)： C-H面外彎曲振動位于900650 cm-1范圍。出現(xiàn)1-2條強吸收帶。譜帶位置及數(shù)目與苯環(huán)的取代情況有關(guān)，利用此范圍的吸收帶可判斷苯環(huán)上取代基的相對位置。 芳環(huán)C-H彎曲振動的組合頻帶(即倍頻與合頻)在20001660 cm-1范圍，出現(xiàn)一組弱譜帶，譜帶的形狀與苯環(huán)的取代情況有關(guān)，可用作判斷苯環(huán)取代情況的輔助手段。,各種取代苯化合物在2000-1667cm-1的泛頻峰和在900-690cm-1的C-H面外彎曲振動峰,單取代：750 cm-1，700 cm-1兩強峰 乙苯,鄰二取代：770-735 cm-1強峰 2-氯苯甲酸,間二取代：780 cm-1 ,690 cm-1兩強峰 3-溴苯乙酮,對二取代：860 - 800cm-1 強峰 4-氯苯甲酮,基團 吸收帶 數(shù)據(jù),三、 各類有機物的特征吸收,1、烷烴,只有CC和CH鍵, CH 29602850,CH 1380,(CH2)n 720,明確特征結(jié)構(gòu),分析有關(guān)振動,記住特征頻率,n4，常視為直鏈特征,飽和 CH3000,14651365,烷烴 CH CH3：296210(s)和287210(s) CH2：292610(s)和285310(s) CH CH3：14701430(m)和1380 1370(s) CH2： 14851445(m) CH ： 1340(w) 異丙基和叔丁基CH3的剪式振動有裂分,指紋區(qū) 4個CH2成直鏈，面內(nèi)搖擺振動 ： 725722 (m) 4個CH2成直鏈，面內(nèi)搖擺振動 ： 向高波數(shù)方向移動,N 1 2 3 4 cm-1 785-770 743-734 729-726 725-722,3-甲基戊烷的紅外光譜圖,30002800cm-1 CH 1461cm-1 1380cm-1(無裂分) CH,775 cm-1 (CH2)n (n4),2、烯烴,特征結(jié)構(gòu)：CC和CH鍵, CC 16701640,CH 1000650, CH 31003010,對稱性強，吸收減弱。,共軛烯烴，移向低頻(1630),飽和 CH,3000不飽和鍵特征,CCCC，使CC的化學(xué)鍵力常數(shù)減弱。,3、炔烴,特征結(jié)構(gòu)：CC和CH鍵, CC 21402100, CH 33103300,由于CC的力常數(shù)大于C=C。所以， CC 和 CH 比烯烴頻率更高。,RCCR的紅外譜圖沒有特征,烯烴 =CH ：30903010(m) C=C ： 16801620(v) =CH 面外彎曲： 單取代 990 (s) 910 順式取代 690 反式取代 970(s) 同碳二取代 890 三取代 840790(s),炔烴 CH ：3300(s) CC : RCCH：21402100 (s) RCCR：22602190 (v,w) CH 面外彎曲：665625 (s) 3000為區(qū)分飽和與不飽和CH 的分界線,1-辛烯的紅外光譜圖,1. =CH 3080cm-1 2. C=C 1640cm-1 3.CH=CH2面外搖擺振動 915,995cm-1 4.915的倍頻峰 1820cm-1,1-辛炔的紅外光譜圖,1.CH 2. CC 3. CH面外彎曲,4、芳烴,特征結(jié)構(gòu)： CC(苯環(huán))和CH鍵,有多個吸收峰,有多個吸收峰,與取代基位置、數(shù)量有關(guān),芳環(huán)C=C伸縮振動:1608,1493cm-1;芳環(huán)C=C伸縮振動和甲基C-H彎曲振動:1462,1449cm-1;芳環(huán)=C-H伸縮振動:3021cm-1;甲基C-H伸縮振動:2941cm-1;甲基C-H彎曲振動:1376cm-1; 苯的1,2-二元取代:746cm-1,鄰二甲苯的紅外光譜,芳環(huán)C=C伸縮振動:1613,1587和1490cm-1;芳環(huán)C=C伸縮振動和甲基C-H彎曲振動:1458 cm-1;芳環(huán)=C-H伸縮振動:3030cm-1;甲基C-H伸縮振動:2941cm-1;甲基C-H彎曲振動:1370cm-1;苯的1,3-二元取代:772,694cm-1,間二甲苯的紅外光譜,芳環(huán)C=C伸縮振動:1626,1515cm-1;芳環(huán)C=C伸縮振動和甲基C-H彎曲振動:1449cm-1;芳環(huán)=C-H伸縮振動:3021cm-1;甲基C-H伸縮振動:2941cm-1;甲基C-H彎曲振動:1370cm-1;苯的1,4-二元取代:798cm-1,對二甲苯的紅外光譜,在710 690處還有一吸收峰。,練習(xí)：分析下列四張譜圖,5、醇和酚,特征結(jié)構(gòu)：OH和CO鍵, OH 36503590(主), CO 12601000,分子間氫鍵，使吸收峰低移、變寬,6、醛和酮,特征結(jié)構(gòu)：CO和O=CH鍵, CO 17401720, O=CH 2720,共軛結(jié)構(gòu)，移向低頻(1680),若兩處吸收都有，可確定為醛。,7、羧酸,特征結(jié)構(gòu)：CO和OH鍵, CO 17251700, OH 33002500,由于比醇羥基更易生成氫鍵，所以，波數(shù)低、峰形寬。,8.胺 N-H伸縮振動 胺或酰胺中N-H伸縮振動出現(xiàn)在3500-3150 cm-1范圍，弱或中等強度吸收帶，較O