1、2.4.3 醇、酚和醚醇、酚和醚1.1.醇和酚存在三个特征吸收：醇和酚存在三个特征吸收：羟基羟基OH 伸缩振动和弯曲振动，伸缩振动和弯曲振动，C-O伸缩振动。伸缩振动。基团基团吸收位置（吸收位置（cm-1）说明说明OH36503580（游离）（游离）35503450（二聚体）（二聚体）34003200（多聚体）（多聚体）3600-2500（分子内缔合）（分子内缔合）尖尖中强，较尖中强，较尖强，宽强，宽宽，散宽，散CO1050（伯）（伯）1100（仲）（仲）1150（叔）（叔）1200（酚）（酚）强，酚的吸收峰发强，酚的吸收峰发生裂分，峰形特别生裂分，峰形特别最强的第一吸收最强的第一吸收HO15
2、001250650面内弯曲，强，宽面内弯曲，强，宽面外弯曲，宽面外弯曲，宽正丁醇的红外光谱正丁醇的红外光谱 3450cm-1：缔合缔合OH伸缩振动；伸缩振动；1350cm-1：OH面内弯曲振动面内弯曲振动 谱图解析1-己醇3334cm-1,-OH的伸缩振动峰，的伸缩振动峰，一般波数范围：一般波数范围：335010 cm-1。这是一个很特征的这是一个很特征的OH峰，由峰，由于氢键的存在，所有于氢键的存在，所有OH峰均比峰均比较宽。较宽。31-己醇谱图解析1-己醇2960cm-1,-CH3反对反对称 伸 缩 振称 伸 缩 振动峰。动峰。4谱图解析1-己醇2931cm-1,-CH2反对称反对称伸缩振
3、动峰伸缩振动峰。5谱图解析1-己醇2870cm-1,-CH3对称对称伸 缩 振 动伸 缩 振 动峰。峰。6谱图解析1-己醇2861cm-1,-CH2对称对称伸 缩 振 动伸 缩 振 动峰。峰。7谱图解析1-己醇1468cm-1,-CH3反对称反对称弯曲振动峰弯曲振动峰。8谱图解析1-己醇1455cm-1,-CH2剪剪刀弯曲振动峰。刀弯曲振动峰。9谱图解析1-己醇1430cm-1,-OH弯曲振动峰，一般弯曲振动峰，一般波数范围：波数范围：1400 100cm-1，这这个宽峰被个宽峰被CH弯曲模式峰掩盖。弯曲模式峰掩盖。10谱图解析1-己醇指纹区：与参考谱图指纹区：与参考谱图比对，即能给出定性比对
4、，即能给出定性结论。结论。11谱图解析1-己醇1058cm-1,-C-O伸缩振伸缩振动峰，与动峰，与C-C伸缩振动伸缩振动是反对称的，一般波是反对称的，一般波数范围：数范围：伯醇：伯醇：1050cm-1仲醇：仲醇：1100cm-1叔醇：叔醇：1150cm-112谱图解析1-己醇725cm-1,-(CH2)4摇摆摇摆振动峰，只有在振动峰，只有在4个和个和4个个CH2存在时才有这存在时才有这个摇摆振动峰。个摇摆振动峰。13谱图解析1-己醇660cm-1,-OH摇摆振动峰（摇摆振动峰（面外弯曲振动），这是由于面外弯曲振动），这是由于OH基团的存在的另外一个基团的存在的另外一个宽峰。宽峰。14苯酚的红
5、外光谱图苯酚的红外光谱图 缔合羟基3226OH的弯曲振动1376CO伸缩振动1238乙醇在乙醇在CCl4中浓度变化中浓度变化对红外吸收的影响对红外吸收的影响 2.醚醚2.4.4 含羰基化合物含羰基化合物n醛酮n羧酸、羧酸盐n酸酐n酯n酰卤n酰胺羰基化合物的羰基化合物的C=O伸缩振动吸收峰位置伸缩振动吸收峰位置 化合物类型化合物类型吸收峰位置（吸收峰位置（cm-1）醛醛1735-1715酮酮1720-1710酸酸1770-1750酯酯1745-1720酰胺酰胺1700-1680（酰胺（酰胺“I”峰）峰）酸酐酸酐1820和和17601.醛酮正丁醛正丁醛 2720cm-1:醛基醛基CH伸缩振动，特征
6、伸缩振动，特征；1730cm-1：C=O 伸缩振动伸缩振动 苯甲醛苯甲醛 苯异丙基酮苯异丙基酮 16941694cmcm-1-1：C=OC=O伸缩振动，羰基与苯环共轭，吸收移向低波数；伸缩振动，羰基与苯环共轭，吸收移向低波数；1580 1580cmcm-1-1：苯环骨架振动，与羰基共轭，移向低波数苯环骨架振动，与羰基共轭，移向低波数 2.羧酸和羧酸盐羧酸和羧酸盐CO2-的反对称伸缩振动，的反对称伸缩振动，1650-1540，最强峰；对称伸缩振动，最强峰；对称伸缩振动，1420-1300，强峰，强峰2-甲基丙酸甲基丙酸 33002500 cm-1：羧酸二聚体的羧酸二聚体的OH伸缩振动，峰形宽，散
7、；伸缩振动，峰形宽，散；1710 cm-1：C=O伸缩振动；伸缩振动；920 cm-1：非平面摇摆，特征峰：非平面摇摆，特征峰苯甲酸苯甲酸 33002500 cm-1：羧酸二聚体的羧酸二聚体的OH伸缩振动，峰形宽，散；伸缩振动，峰形宽，散；1695 cm-1：C=O伸缩振动，因与苯环共轭移向低波数；伸缩振动，因与苯环共轭移向低波数；920cm-1：OH非平面摇摆振动，特征非平面摇摆振动，特征金刚烷酰氯6.酸酐n有两个羰基伸缩振动，1800，1750，相差50cm-1，n反对称伸缩位于高频区，对称伸缩振动位于低频区。n开链酸酐的高波数峰比低波数峰强，环状酸酐两峰的相对强度正好相反，强度差别比开链
8、酸酐悬殊。三甲基乙酸酐顺丁烯二酸酐邻苯二甲酸酐7.酰胺nN-H伸缩振动：3540-3125厘米-1，伯酰胺为强度相近的双峰，相距120厘米-1，仲酰胺为单峰，叔酰胺无此峰。n羰基伸缩振动：1690-1620厘米-1（酰胺I峰）nN-H弯曲振动+C-N伸缩振动：1650-1580厘米-1（酰胺II峰）nC-N伸缩振动：1430-1050（酰胺III峰）胺、亚胺和胺盐胺、亚胺和胺盐特征吸收特征吸收化合物化合物吸收峰位置吸收峰位置(cm-1)吸收峰特征吸收峰特征NH伸缩振伸缩振动动伯胺类伯胺类3500-3300两个峰，强度中两个峰，强度中 仲胺类仲胺类3500-3300一个峰，强度中一个峰，强度中
9、亚胺类亚胺类3400-3300一个峰，强度中一个峰，强度中NH弯曲振弯曲振动动伯胺类伯胺类1650-1590强度强，中强度强，中 仲胺类仲胺类1650-1550强度极弱强度极弱C-N振动振动芳香芳香胺胺伯伯1340-1250强度强强度强 仲仲1350-1280强度强强度强 叔叔1360-1310强度强强度强 脂肪脂肪胺胺 1220-1020强度中，弱强度中，弱 1410强度弱强度弱2.4.5 含氮化合物含氮化合物 2-戊胺戊胺 3400 cm-1 NH2反对称伸缩振动；反对称伸缩振动；3340 cm-1 NH2对称伸缩振动对称伸缩振动1590cm-1NH2剪式振动；剪式振动；1185cm-1：
10、CN伸缩振动伸缩振动 二己胺二己胺 3310cm-1：弱峰，弱峰，NH伸缩振动；伸缩振动；1460cm-1：CH2剪式振动剪式振动+CH3反对称变形反对称变形振动；振动；1110Cm-1：CN伸缩振动；伸缩振动；715cm-1：NH非平面摇摆振动非平面摇摆振动硝基化合物硝基化合物 金属有机化合物金属有机化合物三苯基砷的红外光谱图三苯基砷的红外光谱图3078cm-1：苯基苯基C-H伸缩振动；伸缩振动；1607cm-1:苯基苯基C=C伸缩振动；伸缩振动；1488，1432 cm-1苯苯环骨架振动；环骨架振动；734，694 cm-1：单取代苯的单取代苯的C-H弯曲振动弯曲振动 2.4.6 其他含杂
11、原子有机化合物其他含杂原子有机化合物高分子化合物高分子化合物 聚异戊二烯的红外光谱图聚异戊二烯的红外光谱图1652 cm-1:C=C伸缩振动；伸缩振动；1438 cm-1：甲基反对称变形振动和亚甲基剪式振动重甲基反对称变形振动和亚甲基剪式振动重叠；叠；1369 cm-1：甲基对称变形振动甲基对称变形振动 2.5 2.5 红外图谱解析红外图谱解析n红外光谱的分区红外光谱的分区 n红外标准谱图及检索红外标准谱图及检索n萨特勒红外谱图集是较常用的谱图萨特勒红外谱图集是较常用的谱图集，数据库，网上资源集，数据库，网上资源 n红外图谱的解析步骤红外图谱的解析步骤n红外图谱的解析实例红外图谱的解析实例Wh
12、en you analyze the spectra,it is easier if you follow a series of steps in examining each spectrum.1.Look first for the carbonyl C:O band.Look for a strong band at 1820-1660 cm-1.This band is usually the most intense absorption band in a spectrum.It will have a medium width.If you see the carbonyl b
13、and,look for other bands associated with functional groups that contain the carbonyl by going to step 2.If no C:O band is present,check for alcohols and go to step 3.2.If a C:O is present you want to determine if it is part of an acid,an ester,or an aldehyde or ketone.At this time you may not be abl
14、e to distinguish aldehyde from ketone and you will not be asked to do so.ACID Look for indications that an O-H is also present.It has a broad absorption near 3300-2500 cm-1.This actually will overlap the C-H stretch.There will also be a C-O single bond band near 1100-1300 cm-1.Look for the carbonyl
15、band near 1725-1700 cm-1.ESTER Look for C-O absorption of medium intensity near 1300-1000 cm-1.There will be no O-H band.ALDEHYDE Look for aldehyde type C-H absorption bands.These are two weak absorptions to the right of the C-H stretch near 2850 cm-1 and 2750 cm-1 and are caused by the C-H bond tha
16、t is part of the CHO aldehyde functional group.Look for the carbonyl band around 1740-1720 cm-1.KETONE The weak aldehyde CH absorption bands will be absent.Look for the carbonyl CO band around 1725-1705 cm-1.3.If no carbonyl band appears in the spectrum,look for an alcohol O-H band.ALCOHOL Look for
17、the broad OH band near 3600-3300 cm-1 and a C-O absorption band near 1300-1000 cm-1.4.If no carbonyl bands and no O-H bands are in the spectrum,check for double bonds,C:C,from an aromatic or an alkene.ALKENE Look for weak absorption near 1650 cm-1 for a double bond.There will be a CH stretch band ne
18、ar 3000 cm-1.AROMATIC Look for the benzene,C:C,double bonds which appear as medium to strong absorptions in the region 1650-1450 cm-1.The CH stretch band is much weaker than in alkenes.5.If none of the previous groups can be identified,you may have an alkane.ALKANE The main absorption will be the C-
19、H stretch near 3000 cm-1.The spectrum will be simple with another band near 1450 cm-1.6.If the spectrum still cannot be assigned you may have an alkyl bromide.ALKYL BROMIDE Look for the C-H stretch and a relatively simple spectrum with an absorption to the right of 667 cm-1.2.5.1 红外光谱的分区红外光谱的分区n4000
20、-2500cm-1:这是X-H单键的伸缩振动区。n2500-2000cm-1:此处为叁键和累积双键伸缩振动区n2000-1500cm-1:此处为双键伸缩振动区n1500-600cm-1:此区域主要提供C-H弯曲振动的信息 2.5.3 2.5.3 红外图谱的解析步骤红外图谱的解析步骤 n化合物类型的判断化合物类型的判断 有机物和无机物有机物和无机物 饱和化合物与不饱和化合物饱和化合物与不饱和化合物 烯烃或芳烃烯烃或芳烃n推断可能含有的功能团推断可能含有的功能团 先看特征频率区（先看特征频率区（3600-13503600-1350），再看指纹区），再看指纹区（1350-4001350-400）。）
21、。先看强峰，再看弱峰先看强峰，再看弱峰 先找特征吸收峰，再找相关峰佐证先找特征吸收峰，再找相关峰佐证 先否定，后肯定先否定，后肯定n计算分子的计算分子的不饱和度不饱和度，根据不饱和度的结果推，根据不饱和度的结果推断分子中可能存在的官能团。断分子中可能存在的官能团。n根据吸收峰的位置、强度、形状分析各根据吸收峰的位置、强度、形状分析各种官能种官能团及其相对关系，推出化合物的化学结构团及其相对关系，推出化合物的化学结构 222banU其中其中n为分子中为分子中4价原子的数目，如价原子的数目，如C，Si；a为为 分子中分子中3价原子的数目，如价原子的数目，如P，N；b为分子中为分子中1价原子的数目，
22、如价原子的数目，如H，F，Cl，Br，I。氧和硫的存在对不饱和度没有影响。氧和硫的存在对不饱和度没有影响。不饱和度不饱和度一个双键分子中可能含苯环分子中可能含苯环环，或一个叁键，或一个双键分子中可能含两个双键或一个环分子中可能含一个双键构分子中无双键或环状结54210UUUUU例例1：某化合物的分子式：某化合物的分子式C6H14，红外谱红外谱图如下，试推测该化合物的结构。图如下，试推测该化合物的结构。从谱图看，谱峰少，峰形尖锐，谱图相对简单，可能化合从谱图看，谱峰少，峰形尖锐，谱图相对简单，可能化合物为对称结构。物为对称结构。从分子式可看出该化合物为烃类，不饱和度的计算：从分子式可看出该化合物
23、为烃类，不饱和度的计算：U=（62+2-14）/2=0 表明该化合物为饱和烃类。表明该化合物为饱和烃类。由于由于1380cm-1的吸收峰为一单的吸收峰为一单峰，表明无偕二甲基（异丙基）存在峰，表明无偕二甲基（异丙基）存在。775cm-1的峰表明亚甲的峰表明亚甲基基团是独立存在的基基团是独立存在的（P24 表表2-4）。因此结构式应为：）。因此结构式应为：CH3CH2CHCH3CH2CH3解答解答谱峰归属谱峰归属 3000-2800cm-1：饱和饱和CH的反对称和对称伸缩振动的反对称和对称伸缩振动（甲基：（甲基：2960和和2872cm-1，亚甲基：亚甲基：2926和和2853cm-1）。）。1
24、461cm-1：亚甲基和甲基弯曲振动（分别为亚甲基和甲基弯曲振动（分别为1470和和1460cm-1）。）。1380cm-1：甲基弯曲振动甲基弯曲振动(1380cm-1)。775cm-1：乙基乙基CH2的平面摇摆振动（的平面摇摆振动（780cm-1）。）。3000-2800cm-1：饱和饱和CH的反对称和对称伸缩振动的反对称和对称伸缩振动（甲基：（甲基：2960和和2872cm-1，亚甲基：亚甲基：2926和和2853cm-1）。）。1461cm-1：亚甲基和甲基弯曲振动亚甲基和甲基弯曲振动1380cm-1：甲基弯曲振动甲基弯曲振动775cm-1：亚甲基的平面摇摆振动亚甲基的平面摇摆振动例例2
25、:试推断化合物试推断化合物C4H5N的结构的结构解答解答 不饱和度计算：不饱和度计算：U=（42+2-5+1）/2=3由不饱和度分析，分子中可能存在一个双键和一个叁键。由不饱和度分析，分子中可能存在一个双键和一个叁键。由于分子中含由于分子中含N，可能分子中存在可能分子中存在CN基团。基团。从谱图的高频区可看到从谱图的高频区可看到:2260cm-1，氰基的伸缩振动吸收；氰基的伸缩振动吸收；1647cm-1，乙烯基的乙烯基的C=C伸缩振动吸收。伸缩振动吸收。可推测分子结构为：可推测分子结构为：由由990，935cm-1：表明为末端乙烯基。表明为末端乙烯基。1418cm-1：亚甲基的弯曲振动（亚甲基
26、的弯曲振动（1470cm-1，受到两侧不饱和基团的影响，向低波数位移）和末端乙烯基弯受到两侧不饱和基团的影响，向低波数位移）和末端乙烯基弯曲振动（曲振动（1400cm-1）。）。验证推测正确。验证推测正确。CH2CHCH2CN归属归属990，935cm-1：末端乙烯基。末端乙烯基。P50 表表2-6亚甲基的弯曲振动亚甲基的弯曲振动试推测化合物试推测化合物C8H8O的分子结构。的分子结构。解答解答 不饱和度的计算U=（82+2-8）/2=5不饱和度大于4，分子中可能由苯环存在，由于仅含8个碳，因此分子应为含一个苯环一个双键。1610，1580，1520，1430cm-1：苯环的骨架振动（1600
27、、1585、1500及1450cm-1）。证明苯环的存在。825cm-1：对位取代苯（833-810cm-1）。1690cm-1：醛基C=O伸缩振动吸收（1735-1715cm-1，由于与苯环发生共轭向低波数方向位移）。2820和2730cm-1：醛基的CH伸缩振动（2820和2720cm-1）。1465和1395 cm-1：甲基的弯曲振动（1460和1380cm-1）。由以上信息可知化合物的结构为：CH3CHOAnalysis:C8H8O 解答解答IUPAC Name:acetophenoneAnalysis:C3H10NO 解答解答IUPAC Name:N-methylacetamide(
28、N-methylethanamide)Analysis:C4H8O2 C8H16O2C7H6O2某化合物的分子式某化合物的分子式C6H14，红外谱图红外谱图如下，试推测该化合物的结构。如下，试推测该化合物的结构。第六节第六节 红外光谱技术的进展及其应用红外光谱技术的进展及其应用n红外显微镜红外显微镜(IR microscope)n漫 反 射 傅 立 叶 变 换 红 外 光 谱 技 术（漫 反 射 傅 立 叶 变 换 红 外 光 谱 技 术（d i f f u s e reflectance spectroscopy,DRS）n衰减全反射傅立叶变换红外光谱技术（衰减全反射傅立叶变换红外光谱技术（
29、attenuated total internal reflectance FTIR,ATR-FTIR）n光声光谱技术（光声光谱技术（photoacoustic spectoscopu,PAS）n红外联用技术：气相色谱红外联用技术：气相色谱/红外联用（红外联用（GC/IR）技术、技术、超临界流体色谱与红外光谱联用超临界流体色谱与红外光谱联用全反射光路图（全反射光路图（n1 光密物质光密物质 n2光疏物质光疏物质 dp 光在光疏物质中入射深度）光在光疏物质中入射深度）光线在样品和棱镜间多次全反射光线在样品和棱镜间多次全反射图中上层为样品，下层为棱镜图中上层为样品，下层为棱镜 图4-47 人毛发的
30、截面图象（a）可见图象 （b）3300 cm-1的NH伸缩振动红外成象红外显微镜红外显微镜衰减全反射傅立叶变换红外光衰减全反射傅立叶变换红外光谱技术具有以下优点谱技术具有以下优点 不破坏样品，不需要对样品进行分离和制样，对样品的大小、形状不破坏样品，不需要对样品进行分离和制样，对样品的大小、形状没有特殊要求。没有特殊要求。2）可测量含水和潮湿的样品。）可测量含水和潮湿的样品。3）检测灵敏度高，测量区域小，检测点可为数微米。）检测灵敏度高，测量区域小，检测点可为数微米。4）能得到测量位置物质分子的结构信息，某化合物或官能团空间）能得到测量位置物质分子的结构信息，某化合物或官能团空间分布的红外光谱图象及微区的可见显微图象。分布的红外光谱图象及微区的可见显微图象。5）能进行红外光谱数据库检索以及化学官能团辅助分析，以确定）能进行红外光谱数据库检索以及化学官能团辅助分析，以确定物质的物质的 种类和性质。种类和性质。6）操作简便、自动化，用计算机进行选点、定位、聚焦和测量。）操作简便、自动化，用计算机进行选点、定位、聚焦和测量。红外定性分析红外定性分析n化合物的红外光谱鉴定化合物的红外光谱鉴定 n未知物化学结构的测定未知物化学结构的测定 红外光谱在宝石学上的应用红外光谱在宝石学上的应用图图 天然翡翠与天然翡翠与B货翡翠的红外光谱图货翡翠的红外光谱图I 天然翡翠天然翡翠 II B货翡翠货翡翠
