1、第十章第十章 红外光谱红外光谱一、概述概述 IntroductionIntroduction二、二、红外光谱红外光谱基本原理基本原理Principles of Principles of Infrared Infrared S Spectroscopypectroscopy三、三、特特征基团与吸收频率征基团与吸收频率Functional Group and Functional Group and Absorption FrequencyAbsorption Frequency四、红外光谱的解析应用四、红外光谱的解析应用Analysis of Analysis of Infrared Infr
2、ared S SpectroscopypectroscopyI Infrared nfrared S Spectroscopypectroscopy（IRIR）一、概述一、概述 红外吸收光谱（红外吸收光谱（IRIR）是一种分子振动是一种分子振动-转动光谱（转动光谱（吸收光谱），是由吸收光谱），是由分子的振动分子的振动-转动能级间的跃迁转动能级间的跃迁而产生的而产生的。峰位峰位峰强峰强峰形峰形IRIR判断可能存在的判断可能存在的官能团官能团推断未知物结构推断未知物结构 对于某一特定的官能团和相关的化学键，不管分子对于某一特定的官能团和相关的化学键，不管分子中其他部分的结构如何，它总是在相同或几乎
3、相同的波数处中其他部分的结构如何，它总是在相同或几乎相同的波数处产生特征的吸收谱带产生特征的吸收谱带，除光学异构体及长链烷烃同系物外，除光学异构体及长链烷烃同系物外，几乎没有两种化合物具有相同的几乎没有两种化合物具有相同的IRIR谱图。谱图。特征性强特征性强应用范围广应用范围广分析速度快分析速度快样品量少样品量少 波长（波长（m m）波数（波数（cmcm-1-1）近红外区：近红外区：0.78 2.50.78 2.5 12820 400012820 4000中红外区：中红外区：2.5 25 2.5 25 4000 4004000 400远红外区：远红外区：25 300 25 300 400 33
4、400 33 绝大多数有机化合物红外吸收波数范围：绝大多数有机化合物红外吸收波数范围：4000 4000 400 cm400 cm-1-1 用波长用波长2.525 2.525 m m，频率，频率4000400 cm4000400 cm-1-1的光照射样的光照射样品，引起分子内振动和转动能级跃迁所产生的吸收光谱品，引起分子内振动和转动能级跃迁所产生的吸收光谱。红外光谱的产生：红外光谱的产生：红外区域的划分：红外区域的划分：横坐标：横坐标：波长（波长（m m）或）或波数（波数（cmcm-1-1）(cm(cm-1-1)=10)=104 4/(m)m)纵坐标：纵坐标：吸光度（吸光度（A A）或透光率（
5、）或透光率（T T）多以百分透光率多以百分透光率T T%来来表示表示 T T=I I/I I0 0 （遵守（遵守Lambert-BeerLambert-Beer定定律）律）A A=lg(1/=lg(1/T T)IRIR中，中，“谷谷”越深（越深（T T越小），吸光越小），吸光度越大，吸收强度越强。度越大，吸收强度越强。二、红外光谱基本原理二、红外光谱基本原理满足两个条件：满足两个条件：(1)(1)辐射能满足物质产生振动能级跃迁所需的能量；辐射能满足物质产生振动能级跃迁所需的能量；(2)(2)伴随净的偶极矩的变化。伴随净的偶极矩的变化。对称分子：对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性
6、。没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：如：N N2 2、O O2 2、ClCl2 2等。等。非对称分子：非对称分子：有偶极矩，红外活性。有偶极矩，红外活性。分子振动方程分子振动方程双原子分子的简谐振动及其频率双原子分子的简谐振动及其频率化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧HookeHooke定律定律mk21BABAmmmmmABre平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置伸伸伸伸缩缩振动频率振动频率（折合质量（折合质量 ）K K化学键的力常数（毫达因化学键的力常数（毫达因/埃）埃）与键能和键长有关与键能和键长有关表表 某些键的伸缩力常数某些键的伸缩力常数K
7、 K（毫达因（毫达因/埃）埃）键类型键类型 C C C C C C=C =C C-C-C C 力常数力常数 15 15 17 9.5 17 9.5 9.9 9.9 4.5 4.5 5.6 5.6峰位峰位 2060 cm2060 cm-1-1 1690 cm 1690 cm-1-1 1190 cm1190 cm-1-1 化学键键强越强（即键的力常数化学键键强越强（即键的力常数K K越大），原子折合质量越越大），原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。w伸缩振动伸缩振动化学键两端的原子沿键轴方向作来回周期运动化学键两端的原子
8、沿键轴方向作来回周期运动对称伸缩振动对称伸缩振动 s s、非对称伸缩振动非对称伸缩振动 asas 键长有变化，键角无变化。键长有变化，键角无变化。w弯曲振动（变形振动）弯曲振动（变形振动）使化学键的键角发生周期性变化的振动使化学键的键角发生周期性变化的振动面内弯曲振动面内弯曲振动（剪式振动（剪式振动、面内摇摆、面内摇摆）面外弯曲振动面外弯曲振动（面外摇摆（面外摇摆、扭曲振动、扭曲振动）分子中基团的基本振动形式分子中基团的基本振动形式 1.1.由由于于 ，故红外振动波数：故红外振动波数：CCCCCCCCCCCCKKK 2.2.与与C C原子成键的其他原子随着原子质量的增加，原子成键的其他原子随着
9、原子质量的增加，m m增加，相应的红外振动波数减小：增加，相应的红外振动波数减小：ICBrCClCOCCCHC 3.3.与与H H原子相连的化学键的红外振动波数，由于原子相连的化学键的红外振动波数，由于m m小，小，均出现在高波数区，如：均出现在高波数区，如：11133003500320036002900cmcmcmHNHOHCmk1307面外摇摆面外摇摆 面内摇摆面内摇摆 对称伸缩振动对称伸缩振动 s s非对称伸缩振动非对称伸缩振动 asas 扭曲振动扭曲振动 剪式振动剪式振动 w非线性分子：非线性分子：3 3N N-6-6（平动（平动3 3、转动、转动3 3）w线性分子：线性分子：3 3N
10、 N-5 -5 （平动（平动3 3、转动、转动2 2）分子振动自由度分子振动自由度分子总的自由度分子总的自由度3 3N N=平动自由度平动自由度+转动自由度转动自由度+振动自由度振动自由度原子在三维空间的位置可用原子在三维空间的位置可用x x，y y，z z表示，即表示，即3 3个自由度。个自由度。含含N N个原子的分子，分子自由度的总数为个原子的分子，分子自由度的总数为3 3N N个。个。研究多原子分子时，常把复杂振动分解为许多简单的基本振动，研究多原子分子时，常把复杂振动分解为许多简单的基本振动，这些基本振动数目称为分子的振动自由度，简称这些基本振动数目称为分子的振动自由度，简称分子自由度
11、分子自由度。（1 1）峰位峰位 化学键的力常数化学键的力常数K K越大，原子折合质量越小，键越大，原子折合质量越小，键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）；反之，的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）。出现在低波数区（高波长区）。（2 2）峰数峰数 峰数与分子自由度有关。无瞬间偶极距变化时，峰数与分子自由度有关。无瞬间偶极距变化时，无红外吸收。无红外吸收。（3 3）瞬间偶基距变化大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越）瞬间偶基距变化大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越大（极性越大），吸收峰越强。大（极性越大），吸收峰越强。（4 4）由基
12、态跃迁到第一激发态，产生一个强吸收峰，）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强吸收峰，基频峰基频峰。（5 5）由基态跃迁到第二激发态或更高激发态，产生的弱的吸收）由基态跃迁到第二激发态或更高激发态，产生的弱的吸收峰，峰，倍频峰倍频峰。峰位、峰数与峰强峰位、峰数与峰强 电负性不同的取代基，通过静电诱导效应，引起分子中电负性不同的取代基，通过静电诱导效应，引起分子中电子分布的变化，改变了键的力常数，使基团频率发生位移电子分布的变化，改变了键的力常数，使基团频率发生位移。1.1.诱导效应（诱导效应（I I效应）效应）影响吸收谱带位置的主要因素（内部因素）影响吸收谱带位置的主要因素（内部因素）I I效应效
13、应推电子诱导效应（推电子诱导效应（+I+I效应）效应）吸电子诱导效应（吸电子诱导效应（-I-I效应）效应）+I+I效应：效应：如如 C=OC=O：随着取代基供电子性增大，随着取代基供电子性增大，+I+I效应增加，效应增加，使羰基双键性降低，使羰基双键性降低，C=OC=O向低波数移动。向低波数移动。HCOOH CHHCOOH CH3 3COOH CHCOOH CH3 3(CH(CH3 3)1616COOHCOOH C=OC=O 1739 cm 1739 cm-1-1 1722 cm 1722 cm-1-1 1703 cm 1703 cm-1-1红移红移-I-I效应效应 如如 C=OC=O：随着取
14、代基电负性增大，随着取代基电负性增大，-I-I效应增加，使羰效应增加，使羰基双键性增加（化学键力常数增加），基双键性增加（化学键力常数增加），C=OC=O向高波数移动。向高波数移动。C=OC=O 1715 cm 1715 cm-1-1 1800 cm 1800 cm-1-1 1828 cm 1828 cm-1-1 1928 cm 1928 cm-1-1 C=OC=O 1715 cm 1715 cm-1-1 1735 cm 1735 cm-1-1 1800 cm 1800 cm-1-1 1870 cm 1870 cm-1-1取代基电负性取代基电负性电子分布改变电子分布改变k k 蓝移蓝移COXR
15、COXRRCORPhCORPhCOPhC=O(cm-1)1715168016652.2.共轭效应（共轭效应（C C效应）效应）共轭体系中的电子云密度平均化，使双键略有伸长（键强共轭体系中的电子云密度平均化，使双键略有伸长（键强降低，电子云密度降低），单键略有缩短。因此，双键的降低，电子云密度降低），单键略有缩短。因此，双键的吸收频率向低波数方向位移吸收频率向低波数方向位移。苯环上：推电子共轭（苯环上：推电子共轭（+C+C），），降低；降低；吸电子共轭（吸电子共轭（-C-C），），升高。升高。分子中形成大分子中形成大键键红移红移若诱导效应（若诱导效应（-I-I）与共轭效应（）与共轭效应（+C+C
16、）同时存在，按照影）同时存在，按照影响大的效应来考虑。响大的效应来考虑。RCOOR1735 cm1735 cm-1-1 (-I +C)(-I +C)RCOSR1690 cm1690 cm-1-1 (-I +C)(-I +C)(-I +C)1710 cm1710 cm-1-1(-I +C)(-I CNC，吸电子诱导（，吸电子诱导（-I-I）使）使C=OC=O蓝移蓝移（移向高波数移向高波数）。）。(+C -I)(+C -I)C=OC=O红移到红移到1689cm1689cm-1-1左右左右3.3.空间效空间效应应 主要指分子内空间的相互作用，如场效应、空主要指分子内空间的相互作用，如场效应、空间位阻
17、、环张力、氢键效应等。间位阻、环张力、氢键效应等。(1)(1)场效应场效应 是由分子空间挨的很近所致，它是沿着是由分子空间挨的很近所致，它是沿着分子空间，而不是沿着化学键产生的。通过空间作用分子空间，而不是沿着化学键产生的。通过空间作用使电子云密度发生变化。使电子云密度发生变化。OC1755 1755 cmcm1 11742 1742 cmcm1 11728 1728 cmcm1 1(2)(2)空间位阻空间位阻 使共轭受限制，基团频率向高频使共轭受限制，基团频率向高频移动。移动。CH3CCH3CH3OH 1680 1680 cmcm1 1OCCH3CCH3CH3OCH3 1700 1700 c
18、mcm1 1OC 161663 cm63 cm1 1OC 1 1715 cm715 cm1 1OC(3)(3)环张力环张力 当环变小，环的张力增大时，环内当环变小，环的张力增大时，环内双键的伸缩振动向低频移动，而环外双键的伸缩双键的伸缩振动向低频移动，而环外双键的伸缩振动向高频移动。振动向高频移动。CC1611 1611 cmcm1 1 1646 1646 cmcm1 1 1567 1567 cmcm1 1 1541 1541 cmcm1 1 HC3017 3017 cmcm1 1 3045 3045 cmcm1 13060 3060 cmcm1 13076 3076 cmcm1 1CC165
19、1 1651 cmcm1 1 1657 1657 cmcm1 1 1678 1678 cmcm1 1 1781 1781 cmcm1 1 (4)(4)氢键效应氢键效应 通常情况下，无论是形成分子内还是分通常情况下，无论是形成分子内还是分子间氢键，都会使子间氢键，都会使吸收峰向低波数移动吸收峰向低波数移动，峰变宽。如羟，峰变宽。如羟基的吸收基的吸收:当形成分子内或分子间氢键时，羟基的吸收峰当形成分子内或分子间氢键时，羟基的吸收峰移向低波数，且峰形变宽，强度大。移向低波数，且峰形变宽，强度大。(5)(5)互变异构互变异构 分子发生互变异构，吸收峰将发生位移，分子发生互变异构，吸收峰将发生位移，如：
20、乙酰乙酸乙酯的酮式和烯醇式的互变异构，酮式如：乙酰乙酸乙酯的酮式和烯醇式的互变异构，酮式C=OC=O分别出现在分别出现在1738cm1738cm-1-1和和1717cm1717cm-1-1，烯醇式，烯醇式C=OC=O：1650cm1650cm-1-1，OHOH：3000cm3000cm-1-1。极性基团的伸缩振动频率常随溶剂极性的增加而降低极性基团的伸缩振动频率常随溶剂极性的增加而降低。1.1.溶剂效应溶剂效应影响吸收谱带位置的主要因素（外部因素）影响吸收谱带位置的主要因素（外部因素）2.2.制样方法制样方法同一样品用不同的制样方法测试，光谱可能不同。同一样品用不同的制样方法测试，光谱可能不同
21、。（化合物的红外谱图应注明其测试方法）（化合物的红外谱图应注明其测试方法）3.3.仪器的色散元件仪器的色散元件棱镜与光栅的分辨率不同，区别很大。棱镜与光栅的分辨率不同，区别很大。三、特征基团与吸收频率三、特征基团与吸收频率几个常用术语几个常用术语 特征峰：特征峰：用于鉴定官能团的存在并具有较高强度的吸收峰。如用于鉴定官能团的存在并具有较高强度的吸收峰。如:相关峰：相关峰：一个基团除了有特征峰外，还有一些其他振动形一个基团除了有特征峰外，还有一些其他振动形式的吸收峰，这些相互依存而又相互可以左证的吸收峰称为相关峰式的吸收峰，这些相互依存而又相互可以左证的吸收峰称为相关峰。特征区：特征区：4000
22、-134000-1300 cm00 cm-1-1 指纹区：指纹区：131300-400 cm00-400 cm-1-1吸收峰的强度：吸收峰的强度：vs(very strong)vs(very strong)，s(strong)s(strong)，m(medium)m(medium)，w(weak)w(weak)，vw(very weak)vw(very weak)1OCcm 16508501(1)(1)4000-2500 4000-2500 cmcm-1-1 区域区域 氢键伸缩振动区：氢键伸缩振动区：O-HO-H、N-HN-H、C-H C-H 和和 S-H S-H 等。等。(2)(2)2500
23、-2500-1600 cm1600 cm-1-1 区域区域 叁键和双键伸缩振动区：叁键和双键伸缩振动区：C CC C、C CN N、C=CC=C、C=OC=O等。等。(3)(3)1600-1450 cm1600-1450 cm-1-1 区域区域 苯环骨架振动苯环骨架振动(4)(4)1600-1300 cm1600-1300 cm-1-1 区域区域 面内弯曲振动区：面内弯曲振动区：-CH-CH3 3、-CH-CH2 2、-CH-CH、-OH-OH等。等。基团频率和红外光谱的分区基团频率和红外光谱的分区 红外光谱可大致分为两个区域：特征区（官能团红外光谱可大致分为两个区域：特征区（官能团区）（区）
24、（40001300 cm40001300 cm-1-1）和指纹区（）和指纹区（1300400 cm1300400 cm-1-1）。）。判断和识别烷基判断和识别烷基有机化合物各种官能团的特征吸收有机化合物各种官能团的特征吸收C-H C-H 伸缩振动（伸缩振动（CHCH）和弯曲振动（）和弯曲振动（CHCH）吸收峰。）吸收峰。(s)cm 294029701asCH3(m)cm 286528751sCH3(s)cm 292029321asCH2(m)cm 285028551sCH21(cm 1350149023asCHCH）或1cm 14503asCH1cm 13803sCH1cm 14652CH烷烃
25、的红外吸收光谱烷烃的红外吸收光谱C-H C-H 的对称面内弯曲振动，由于引入支链，会发生裂分：的对称面内弯曲振动，由于引入支链，会发生裂分：1:11:1CCH3CH3H1385 cm1385 cm-1-11365 cm1365 cm-1-1CCH3CH3CH31390 cm1390 cm-1-11365 cm1365 cm-1-11:21:2振动偶合效应振动偶合效应1cm 13803sCH正己烷的红外光谱图（液膜法）正己烷的红外光谱图（液膜法）295929592928292828752875286228621466146613791379726726asH-CsH-CHCsHCC-HC-H正戊
26、烷的红外光谱图（液膜法）正戊烷的红外光谱图（液膜法）29612961 29282928287528751462146213801380732732asH-CsH-CHCsHCC-HC-H2,4-2,4-二甲基戊烷的红外光谱图（液膜法）二甲基戊烷的红外光谱图（液膜法）13861386136813681468146829582958 293729372871287128402840asH-CsH-CHCsHC异戊烷的红外光谱图（液膜法）异戊烷的红外光谱图（液膜法）13801380136813681464146429642964 2933293328782878asH-CsH-CHCsHCC=CC=
27、C、C=C-HC=C-H伸缩振动（伸缩振动（=CH=CH、C=CC=C）和）和C=C-HC=C-H面外弯曲面外弯曲振动（振动（=CH=CH）吸收峰）吸收峰(1)(1)=CH=CH 3100 3100 3010 cm 3010 cm-1-1，强度较弱，易与饱和烷烃的，强度较弱，易与饱和烷烃的C-HC-H分分开。开。烯烃的红外吸收光谱烯烃的红外吸收光谱(2)(2)C=C C=C 1690 1690 1620 cm 1620 cm-1-1，强度较弱。，强度较弱。(3)(3)=CH=CH 1000 1000 690 cm690 cm-1-1，判断双键的取代类型。，判断双键的取代类型。顺式顺式-2-2-
28、戊烯的红外光谱图（液膜法）戊烯的红外光谱图（液膜法）1669166969869830163016H-CCCH-C(顺顺)反式反式-2-2-戊烯的红外光谱图（液膜法）戊烯的红外光谱图（液膜法）1674167496696630253025H-CCCH-C(反反)1-戊烯的红外光谱图戊烯的红外光谱图反式甲基丙基乙烯的红外光谱图反式甲基丙基乙烯的红外光谱图 炔烃主要有三种特征吸收炔烃主要有三种特征吸收：HCC33603300 cm-1，m CC22602100 cm-1，较较 wHCC 700610 cm-1炔烃的红外吸收光谱炔烃的红外吸收光谱RCCHRCCH：C CC C 在在21402140210
29、0 cm2100 cm-1-1之间。之间。RCCRRCCR：C CC C 在在226022602190 cm2190 cm-1-1（w w）之间。）之间。1-1-戊炔的红外光谱图（液膜法）戊炔的红外光谱图（液膜法）3307330721202120CC1-己炔的红外光谱图己炔的红外光谱图H-CC 芳烃主要包括苯环上的芳烃主要包括苯环上的 C-H C-H 及环骨架的及环骨架的 C=CC=C伸缩振动和伸缩振动和 C-H C-H 面外弯曲振动三种特征吸收峰。面外弯曲振动三种特征吸收峰。芳烃的红外吸收光谱芳烃的红外吸收光谱（1）苯环上的）苯环上的 ArH，30303070 cm-1，m（2）苯环骨架的）
30、苯环骨架的 C=C，1600、(1580)、1500、1450 cm-1（3）ArH，900690 cm-1，较较 s 甲苯的红外光谱图甲苯的红外光谱图邻二甲苯的红外光谱图邻二甲苯的红外光谱图间二甲苯的红外光谱图间二甲苯的红外光谱图对二甲苯的红外光谱图对二甲苯的红外光谱图醇和酚的红外吸收光谱醇和酚的红外吸收光谱化合物化合物振动形式及峰位（振动形式及峰位（cm1）特征特征伯醇伯醇OH 3640（游离）（游离）尖尖CO 1050强强仲醇仲醇OH 3630（游离）（游离）尖尖CO 1100强强叔醇叔醇OH 3620（游离）（游离）尖尖CO 1150 强强酚类酚类OH 3610（游离）（游离）尖尖CO
31、 1220强强醇和酚的特征吸收是醇和酚的特征吸收是 O-H O-H 和和 C-O C-O 的伸缩振动峰的伸缩振动峰。O OH H 3500 35003200 cm3200 cm-1-1（缔和）；（缔和）；O OH H 1400 14001200 1200 cmcm-1-10.01 mol/L0.1 mol/L0.25 mol/L1.0 mol/L不同浓度的乙醇不同浓度的乙醇-四氯化碳溶液羟基伸缩振动的变化四氯化碳溶液羟基伸缩振动的变化2895cm-13640cm-13350cm-12950cm-13515cm-1分子间氢键随浓度而变，分子间氢键随浓度而变，分子内氢键不随浓度而变。分子内氢键不随
32、浓度而变。正丁醇的红外光谱图（液膜法）正丁醇的红外光谱图（液膜法）3333333329602960 2934293428752875146614661379137910731073H-OasH-CsH-CHCsHCO-CasH-CsH-C正丙醇的红外光谱图正丙醇的红外光谱图苯酚的红外光谱图苯酚的红外光谱图醚的红外吸收光谱醚的红外吸收光谱醚与醇最明显的区别是醚在醚与醇最明显的区别是醚在360036003200 cm3200 cm-1-1无特征无特征吸收峰。醚类主要是吸收峰。醚类主要是C CO O 形式。形式。乙醚的红外光谱图（液膜法）乙醚的红外光谱图（液膜法）298929892868286813
33、8913891351135111261126asH-CsH-CO-CsH-C甲基叔丁基醚的红外光谱图甲基叔丁基醚的红外光谱图苯甲醚的红外光谱图苯甲醚的红外光谱图羰基化合物的红外吸收光谱羰基化合物的红外吸收光谱化合物化合物振动形式振动形式峰位（峰位（cm1）特征特征醛醛C=O C-H17252820和和2720两个峰两个峰sw酮酮C=O1715（脂肪族酮）（脂肪族酮）17001680（芳香族酮）（芳香族酮）ss羧酸羧酸O-HC=OC-OO-H3550（游离）；（游离）；30002500（缔合）（缔合）1760（游离）；（游离）；17251705（缔合）（缔合）13201200（多重峰）（多重峰）
34、950900msms b苯甲醛的红外光谱图（液膜法）苯甲醛的红外光谱图（液膜法）282028202736273617031703H-COC异戊醛的红外光谱图异戊醛的红外光谱图薄荷酮的红外光谱图（液膜法）薄荷酮的红外光谱图（液膜法）OC正丁酸的红外光谱图（液膜法）正丁酸的红外光谱图（液膜法）2971297117121712141514151285128512221222937937H-OOCO-CH-O3-甲基丁酸的红外光谱图甲基丁酸的红外光谱图H-O苯甲酸的红外光谱图苯甲酸的红外光谱图化合物化合物振动形式振动形式峰位（峰位（cm1）特征特征酯酯C=O C-O1745172513001050ss
35、羧酸酐羧酸酐C=OC-Oas：18601800s：177517401300900（其中：（其中：11751045 开链；开链；1310 1210 环状环状）sss b酰卤酰卤C=OC-X1800（C=O与不饱和键共轭：与不饱和键共轭：1850 1765）1250 910ss b乙酸乙酯的红外光谱图（液膜法）乙酸乙酯的红外光谱图（液膜法）2983298317431743137413741243124310481048OCOC丙酸乙酯的红外光谱图丙酸乙酯的红外光谱图丙酰氯的红外光谱图丙酰氯的红外光谱图ClC乙酸酐的红外光谱图乙酸酐的红外光谱图含氮化合物的红外吸收光谱含氮化合物的红外吸收光谱化合物化
36、合物振动形式振动形式峰位（峰位（cm1）特征特征胺胺N-H 伯胺伯胺双峰：双峰：3490和和3400仲胺仲胺单峰：单峰：35003400w-mw-mN-H伯胺伯胺：16501570仲胺仲胺：1500m-svwN-H伯胺：伯胺：900770仲胺：仲胺：750700s bs bC-N脂肪胺：脂肪胺：12501020芳香胺：芳香胺：13801250ms b二乙胺的红外光谱图（液膜法）二乙胺的红外光谱图（液膜法）3281328111381138H-NN-C苯胺的红外光谱图苯胺的红外光谱图3-甲基甲基-丁胺的红外光谱图丁胺的红外光谱图H-N11361136仲胺的红外光谱图仲胺的红外光谱图C-NC-NH-
37、N化合物化合物振动形式振动形式峰位（峰位（cm1）特征特征酰胺酰胺N-H 伯伯酰胺双峰：酰胺双峰：3500和和3400（游离）（游离）3300和和3180（缔合）（缔合）仲仲酰胺单峰：酰胺单峰：35003400（游离）（游离）33303060（缔合）（缔合）mmmmC=O（I峰）峰）伯伯酰胺：酰胺：1690（游离）（游离）1650（缔合）（缔合）仲仲酰胺：酰胺：1680（游离）（游离）1640（缔合）（缔合）叔酰胺：叔酰胺：1650（不缔合）（不缔合）sssss化合物化合物振动形式振动形式峰位（峰位（cm1）特征特征酰胺酰胺N-H（II峰）峰）伯伯酰胺：酰胺：16401600仲仲酰胺：酰胺：1
38、5701510ssC-N（III峰）峰）伯酰胺：伯酰胺：1400仲酰胺：仲酰胺：1300ssN-H（IV峰）峰）750600宽吸收宽吸收硝基硝基N=Oas：16001500s：13901300ssC-N920800s氰类氰类CN22602215m丙酰胺的红外光谱图（石蜡糊片）丙酰胺的红外光谱图（石蜡糊片）33633363319231921650165014201420H-NOCN-C丁酰胺的红外光谱图丁酰胺的红外光谱图H-N硝基苯的红外光谱图（液膜法）硝基苯的红外光谱图（液膜法）1523152313471347852852N-CON苯甲腈的红外光谱图（液膜法）苯甲腈的红外光谱图（液膜法）306
39、63066223022301492149214481448768768688688648648NC样品制备样品制备1 1）气体）气体气体吸收池气体吸收池2 2）液体）液体液膜法：难挥发液体液膜法：难挥发液体（BP 80BP 80 C C）溶液法：液体池溶液法：液体池溶剂：溶剂：CClCCl4 4，CSCS2 2常用。常用。3 3）固体）固体 KBrKBr压片法压片法研糊法（液体石腊法）研糊法（液体石腊法）溶液法溶液法薄膜法薄膜法四、红外光谱的解析应用四、红外光谱的解析应用红外光谱的九大区域红外光谱的九大区域（一）（一）O-HO-H、N-HN-H伸缩振动区（伸缩振动区（37503000cm375
40、03000cm-1-1）（二）不饱和烃和芳烃（二）不饱和烃和芳烃C-HC-H伸缩振动区（伸缩振动区（33003000cm33003000cm-1-1）（三）饱和烃（三）饱和烃C-HC-H和醛基和醛基C-HC-H伸缩振动区（伸缩振动区（30002700cm30002700cm-1-1）（四）叁键的对称伸缩振动区（四）叁键的对称伸缩振动区（24002100cm24002100cm-1-1）（五）羰基的伸缩振动区（五）羰基的伸缩振动区（19001650cm19001650cm-1-1）（六）双键的对称伸缩振动区（六）双键的对称伸缩振动区（16801500cm16801500cm-1-1）（七）（七）
41、C-HC-H面内弯曲振动区（面内弯曲振动区（14751300cm14751300cm-1-1）（八）单键（八）单键（C-OC-O、C-XC-X）伸缩振动区（）伸缩振动区（13001000cm13001000cm-1-1）（九）不饱和（九）不饱和C-HC-H面外弯曲振动区（面外弯曲振动区（1000650cm1000650cm-1-1 ）红外吸收光谱的应用红外吸收光谱的应用1 1、鉴定是否为某一已知化合物、鉴定是否为某一已知化合物（1 1）标准品；（）标准品；（2 2）标准谱图）标准谱图2 2、研究化合物构型与立体构象、研究化合物构型与立体构象（1 1）顺式）顺式=CH=CH：690 cm 690
42、 cm-1-1（s s）；（2 2）反式）反式=CH=CH：970 cm970 cm-1-1（vsvs）；3 3、检验反应是否进行、检验反应是否进行 基团的引入或消去基团的引入或消去4 4、未知结构化合物的确定、未知结构化合物的确定1 1、不饱和度、不饱和度的计算的计算 =n=n4 4+1+(n+1+(n3 3-n-n1 1)/2)/22 2、谱图的解析、谱图的解析 四先四后一抓法，即：四先四后一抓法，即：先特征，后指纹；先特征，后指纹；先最强峰后次强峰；先最强峰后次强峰；先粗查，后细找；先粗查，后细找；先否定，后肯定；先否定，后肯定；一抓，即抓一组相关峰。一抓，即抓一组相关峰。红外光谱解析的
43、一般程序红外光谱解析的一般程序 400040003200 cm3200 cm-1-1 无峰无峰，肯定不是醇类、伯胺、，肯定不是醇类、伯胺、仲胺、酰胺、酚类化合物。仲胺、酰胺、酚类化合物。331033103300 cm3300 cm-1-1 无峰无峰，肯定无炔类化合物。，肯定无炔类化合物。310031003000 cm3000 cm-1-1 无峰无峰，肯定没有芳环或烯烃。，肯定没有芳环或烯烃。300030002700 cm2700 cm-1-1 无峰无峰，肯定没有甲基、亚甲基，肯定没有甲基、亚甲基和次甲基。和次甲基。240024002100 cm2100 cm-1-1 无峰无峰，肯定没有炔类、氰
44、酸盐，肯定没有炔类、氰酸盐和累积双键化合物等。和累积双键化合物等。第一步：第一步：把整个光谱区分成把整个光谱区分成9 9个区域，即：个区域，即：190019001650 cm1650 cm-1-1无峰无峰，肯定没有酸、醛、酮、酰，肯定没有酸、醛、酮、酰胺、酯、酸酐等。胺、酯、酸酐等。167516751500 cm1500 cm-1-1 无峰无峰，肯定没有苯环、烯烃。，肯定没有苯环、烯烃。1475 14751000 cm1000 cm1 1 有峰有峰，为：，为：若若 1380 1380cmcm-1-1 无峰，肯定没有甲基。无峰，肯定没有甲基。1000 1000 650 cm650 cm-1-1
45、有峰有峰，为：，为：=C-H=C-H、C-HC-H。第二步：第二步：结合相关峰，初步推测化合物的结构。结合相关峰，初步推测化合物的结构。第三步：第三步：与与SadtlerSadtler 红外标准谱图对照（红外标准谱图对照（SDBSSDBS）。）。实例3095309517621762164916491372137212171217113811389779778778771 1、推测、推测C C4 4H H6 6O O2 2的结构的结构2 2、推测、推测C C8 8H H8 8的结构（无色或淡黄色有机液体，具的结构（无色或淡黄色有机液体，具有刺激性臭味，沸点：有刺激性臭味，沸点：145.5145.
46、5）30823082306030603027302716301630160116011496149614491449157615769929929099097777776986983 3、试判断是下述化合物中的哪一个、试判断是下述化合物中的哪一个?4 4、推测、推测C C7 7H H9 9N N的结构的结构3520352034303430303030302925292516221622158815881494149414711471144214421303130312681268748748COCHCOCH3CH32800-30002800-3000波数波数cm-1归属归属结构信息结构信息30
47、30芳环碳氢伸缩振动芳环碳氢伸缩振动（Ar-H）AR-H2800-3000甲基伸缩振动甲基伸缩振动as（CH3）CH31718羰基伸缩振动羰基伸缩振动（C=O）酮酮C=O1680羰基伸缩振动羰基伸缩振动（C=O）酮酮Ar-C=O1600；1580芳环骨架芳环骨架C=C伸缩振动伸缩振动（C=C）芳环芳环1360甲基对称变形振动甲基对称变形振动s（CH3）O=C-CH3750芳环碳氢变形伸缩振动芳环碳氢变形伸缩振动 （=C-H）芳环单取代特征芳环单取代特征700环变形振动环变形振动s（环）（环）推测推测C C8 8H H8 8O O2 2的结构的结构 OCOCH3OCOCH3不饱和度不饱和度U=8
48、+1+1/2（0-8）=5可能含有苯环和含有可能含有苯环和含有CO、C=C或环。或环。谱峰归属谱峰归属（1）3068 cm-13044 cm-1苯环上苯环上=C-H伸缩振动，说明可能是芳香族化合物伸缩振动，说明可能是芳香族化合物（2）2943 cm-1饱和碳氢饱和碳氢C-H伸缩振动。伸缩振动。（3）1765 cm-1C=O伸缩振动吸收峰，波数较高，可能为苯酯（伸缩振动吸收峰，波数较高，可能为苯酯（=C-O-COR，1760 cm-1）。）。（4）1594 cm-11493 cm-1芳环芳环C=C骨架伸缩振动。没有裂分，说明没有共骨架伸缩振动。没有裂分，说明没有共轭基团与苯环直接相连。轭基团与苯
49、环直接相连。（5）1371 cm-1CH3的对称变形振动，波数低移，可能与羰基相的对称变形振动，波数低移，可能与羰基相连连（6）1194 cm-1C-O-C不对称伸缩振动，酯的特征。不对称伸缩振动，酯的特征。（7）1027 cm-1C-O-C对称伸缩振动。对称伸缩振动。（8）750 cm-1692 cm-1苯环上相邻苯环上相邻5个个H原子原子=C-H的面外变形振动和环骨的面外变形振动和环骨架变形振动，苯环单取代的特征。架变形振动，苯环单取代的特征。推测结构推测结构结构验证结构验证其不饱和度与计算结果相符；并与标准谱图对照证明结构正确。其不饱和度与计算结果相符；并与标准谱图对照证明结构正确。推测
50、推测C C4 4H H8 8O O的结构的结构1450w解：解：w1 1）不饱和度）不饱和度w=1-8/2+4=1=1-8/2+4=1w2 2）峰归属）峰归属波数（波数（cm-1）归属归属结构信息结构信息3336羟基伸缩振动，羟基伸缩振动，（O-H）OH3078 不饱和碳氢不饱和碳氢(=C-H)伸缩振动，伸缩振动，（=C-H）=C-H2919,2866不饱和碳氢不饱和碳氢(C-H)伸缩振动，伸缩振动，（C-H)C-H1622CC伸缩振动峰伸缩振动峰,（C=C）C=C1450甲基不对称变形振动峰和甲基不对称变形振动峰和CH2剪式振动的迭合剪式振动的迭合CH2,CH31036C-O伸缩振动峰伸缩振
