官能团化合物的红外吸收峰特征.doc

官能团化合物的红外吸收峰特征
类别
键和官能团
拉伸
说明

R━X
C━F
C━CI
C━Br
C━I
1350～1100 cm-1（强）
750～700 cm-1（中）
700～500 cm-1（中）
610～485 cm-1（中）
1.如果同一碳上卤素增多，吸收位置向高波数位移
2.卤化物，尤其是氟化物与氯化物的伸缩振动吸收易受邻近基团的影响，变化较大
3. δC━CI 与δC━H（面外）的值较接近

醇

━OH
游离：3650～3610 cm-1（峰尖，强度不定）
分子内缔合： 3500～3000 cm-1
分子间缔合： 二聚：3600～3500 cm-1
多聚：3400～3200 cm-1
1.缔合体峰形较宽（缔合程度越大，峰越宽，越向低波数移）
2.一般羟基吸收峰出现在比碳氢吸收峰所在频率高的部位，即大于3000 cm-1，故＞3000cm-1的吸收峰通常表示分子中含有羟基
伯醇δOH1500～1260cm-1
仲醇δOH1350～1260cm-1
叔醇δOH1410～1310cm-1
━OH的面内变形振动在，吸收位置与醇的类型、缔合状态、浓度有关（稀释时稀释带移向低波数）
在解谱时要注意，H2O和N上质子的伸缩振动也会在━OH的伸缩振动区域出现，如H2O的νOH在～3400 cm-1，νNH会在3500～3200 cm-1出峰

C━O
1200～1100±5 cm-1
1.这也是分子中含有羟基的一个特征吸收峰
2.有时可根据该吸收峰确定醇的级数，如：
三级醇：1200～1125cm-1
二级醇、烯丙型三级醇、环三级醇：1125～1085cm-1
一级醇、烯丙型二级醇、环二级醇：1085～1050cm-1
伯醇νC━O 1070～1000cm-1
仲醇νC━O 1120～1030cm-1
叔醇νC━O 1170～1100cm-1

酚
O━H
极稀溶液： 3611～3603 cm-1（尖锐）
浓溶液： 3500～3200 cm-1（较宽）
多数情况下，两个吸收峰并存
C━O
1300～1200 cm-1

醚

醚

C━O

C━O

1275～1020cm-1

醚的特征吸收为碳氧碳键的伸缩振动νasC━O━C和νasC━O━C
脂肪族醚
1275～1020cm-1（νasC━O━C）
脂肪族醚中νsC━O━C太小，只能根据νasC━O━C来判断

芳香族和乙烯基醚
1310～1020cm-1（νasC━O━C）（强）1075～1020cm-1（νasC━O━C）（较弱）
Ph━O━R、Ph━O━Ph、R━C=C━O━R'都具有νasC━O━C和νsC━O━C吸收带。由于O原子未共用电子对与苯环或烯键的p-π共轭，使=C━O键级升高，键长缩短，力常数增加，故伸缩振动频率升高
饱和环醚 as s
六元双氧环 1124 878
六元单氧环 1098 813
五元单氧环 1071 913
四元单氧环 983 1028
三元单氧环 839 1270
饱和六元环醚与非环醚谱带位置接近。环减小时，νasC━O━C频率降低，而νasC━O━C频率升高
环氧化合物 8μ峰 1280～1240cm-1
11μ峰 950～810cm-1
12μ峰 840～750cm-1
环氧化合物有三个特征吸收带，即所谓的8μ峰、11μ峰、12μ峰
一般情况下，只用IR来判断醚是困难的，因为其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯类都会在1250～1100cm-1范围内有强的νC━O吸收

醛、酮

醛、酮
C=O
1750～1680cm-1

鉴别羰基最迅速的一个方法
RCHO
C=C━CHO
ArCHO
R2C=O
C=C━C(R)=O
ArRC=O
1740～1720cm-1（强）
1705～1680cm-1（强）
1717～1695cm-1（强）
1725～1705cm-1（强）
1685～1665cm-1（强）
1700～1680cm-1（强）
1.酮羰基的力常数较醛的小，故吸收位置较醛的低，不过差别不大，一般不易区分。但━CHO中C━H键在～2720cm-1区域的伸缩振动吸收峰可用来区别是否有━CHO存在
2.羰基与苯环共轭时，芳环在1600cm-1区域的吸收峰分裂为两个峰，即在～1580cm1位置又出现一个新的吸收峰，称为环振吸收峰

醛
醛有νC=O和醛基质子νCH的两个特征吸收带
醛的νC=O高于酮。饱和脂肪醛νC=O1740～1715cm-1；α,β­不饱和脂肪醛νC=O1705～1685cm-1；芳香醛νC=O1710～1695cm-1

醛基质子的伸缩振动
醛基的在2880～2650 cm-1出现两个强度相近的中强吸收峰，一般这两个峰在～2820cm-1和2740～2720cm-1出现，后者较尖，是区别醛与酮的特征谱带。这两个吸收是由于醛基质子的νCH与δCH的倍频的费米共振产生
C━C━C(O)面内弯曲振动
脂肪醛在695～665cm-1有此中强吸收，当α位有取代基时则移动到665～635cm-1
C━C=O面内弯曲振动
脂肪醛在535～520cm-1有一强谱带，当α位有取代基时则移动到565～540cm-1

酮

酮

酮的特征吸收为νC=O，常是第一强峰。饱和脂肪酮的νC=O在1725～1705cm-1
α­C上有吸电子基团将使νC=O升高
羰基与苯环、双键或炔键共轭时，使羰基的双键性减小，力常数减小，使吸收峰吸收向低波数位移
环酮中νC=O随张力的增大波数增大
α­二酮R━CO━CO━R'在1730～1710cm-1有一强吸收。β­二酮R━CO━CH2━CO━R'有酮式和烯醇式互变异构体。酮式中，因两个羰基的偶合效应，在在1730～1690cm-1有两个强吸收；烯醇式中在1640～1540cm-1出现一个宽且很强的吸收

C━CO━C
面内弯曲振动
脂肪酮当α位无取代基时在在630～620cm-1有一强吸收，当α位有取代基时移到580～560cm-1有一中强吸收。芳香酮类除芳香甲酮在600～580cm-1有一强吸收外，其他芳香酮无此谱带与结构的关系

C━C=O
面内弯曲振动
脂肪酮当α位无取代基时在在540～510cm-1出现一强谱带，α位有取代时，在560～550cm-1有一强度有变化的吸收。甲基酮则在530～510cm-1有一中强吸收。环酮在505～480cm-1有一强吸收带。

羧酸

C=O
RCOOH ： 单体：1770～1750cm-1
二缔合体：≈1710cm-1
CH2=CH━COOH ： 单体：～1720cm-1
二缔合体：≈1690cm-1
ArCOOH ： 单体：1770～1750cm-1
二缔合体：～1745cm-1
1.二缔合体C=O的吸收，由于氢键的影响，吸收位置向低波数位移
2.芳香羧酸，由于形成氢键及与芳环共轭两种影响，更使C=O吸收向低波数方向位移
νCO高于酮的νC=O，这是OH的作用结果

OH
气相（游离）：≈3550cm-1
液/固（二缔合体）：3200～2500cm-1
（宽而散，以3000cm-1为中心。此吸收在2700～2500cm-1常有几个小峰，因为此区域其他峰很少出现，故对判断羧酸很有用，这是由于伸缩振动和变形振动的倍频及组合频引起）
羧酸的O━H在≈1400cm-1和≈920cm-1区域有两个比较强且宽的弯曲振动吸收峰，这可以作为进一步确定存在羧酸结构的证据

CH2的面外摇摆吸收
晶态的长链羧酸及其盐在1350～1180 cm-1范围内出现峰间距相等的特征吸收峰组，峰的个数与亚基的个数有关。当链中不含不饱和键时，长链脂肪酸及其盐内若含有n个亚基，若为n偶数，谱带数为n/2个；若为n奇数，谱带数为 (n+1)/2个。一般n>10时就可以使用此法计算
在955～915cm-1有一特征性宽峰，是酸的二聚体中OH···O=的面外变形振动引起的，可用于确认羧基的存在
νC=O高于酮的νC=O，这是OH的作用结果
羧酸盐中的━COO-无νC=O吸收。COO-是一个多电子的共轭体系，，两个C=O振动偶合，故在两个地方出现其强吸收，其中反对称伸缩振动在1610～1560cm-1；对称伸缩振动在1440～1360cm-1，强度弱于反对称伸缩振动吸收，并且常是两个或三个较宽的峰。

酯

C=O
1735cm-1（强）
1.在1300～1050cm-1区域有两C━O伸缩振动吸收，其中波数较高的吸收峰比较特征，可用于酯的鉴定
2.芳香酯在1605～1585cm-1区域还有一个特征的环振吸收峰
>C=C━COOR或ArCOOR的C=O吸收因与C=C共轭移向低波数方向，在≈1720cm-1区域
━COOC=C<或RCOOAr结构的C=O则向高波数方向位移，在≈1760cm-1区域吸收
酯有两个特征吸收，即νC=O和νC━O━C
νC━O━C在1330～1050cm-1有两个吸收带，即νasC=O和νsC━O━C。其中νasC=O在1330～1150cm-1，峰强大且宽，在酯的红外光谱中常为第一强峰。酯的νasC=O与结构有关。
内酯的νC=O与环的大小及共轭基团和吸电子取代基团的连接位置有关。羰基与双键个共轭时，νC=O频率减小；内酯的氧原子与双键连接时νC=O增大。α，β-不饱和内酯和γ-内酯常有两个νC=O吸收带，在～1780，～1755 cm-1附近。这是羰基的α位的δCH（881cm-1附近附近）的倍频与νC=O发生费米共振的结果。

酸酐

酸酐

C=O

1860～1800cm-1（强）
1800～1750cm-1（强）
1.反对称、对称的两个C=O伸缩振动吸收峰往往相隔60cm-1左右
2.对于线性酸酐，高频峰较强于低频峰，而环状酸酐则反之

C━O
1310～1045cm-1（强）

各类酸酐在1250cm-1都有一中强吸收
饱和脂肪酸酐：1180～1045cm-1
环状酸酐：1300～1200cm-1

酰卤

C=O

脂肪酰卤：
1800cm-1（强）

如C=O与不饱和基共轭，吸收在1800～1750 cm-1区域

芳香酰卤：
1785～1765cm-1
（两强峰）
波数较高的是C=O伸缩振动吸收，在1785～1765 cm-1（强）；较低的是芳环与C=O之间的C━C伸缩振动吸收（～875 cm-1）的弱倍频峰，由于在强峰附近而被强化，吸收强度升高，在1750～1735cm-1区域
C━C（O）
脂肪酰卤在965～920cm-1，芳香酰卤在890～850cm-1。芳香酰卤在1200cm-1还有一吸收。

酰胺

C=O
一级酰胺RCONH2 游离：≈1690cm-1（强） 缔合体：≈1650cm-1
二级酰胺RCONHR' 游离：≈1680cm-1（强） 缔合体：≈1650cm-1（强）
三级酰胺RCONR'R" ≈1650cm-1（强）

N━H
1º在无极性稀的溶液：
≈3520cm-1和～3400cm-1
1º在浓溶液或固态：
≈3350cm-1和≈3180cm-1
N━H的弯曲振动吸收在1640cm-1和1600cm-1是一级酰胺的两个特征吸收峰
2º游离： ≈3400cm-1
2º缔合体（固态）： ≈3300cm-1
N━H的弯曲振动吸收在1550cm-1～1530cm-1区域
C━N
1º ≈1400cm-1（中）

伯酰胺

νNH：NH2的伸缩振动吸收在3540～3180cm-1有两个尖的吸收带。当在稀的CHCI3中测试时，在3400～3390cm-1和3530～3520cm-1出现。
νC=O：即酰胺Ⅰ带。由于氮原子上未共用电子对与羰基的p-π共轭，使νC=O伸缩振动频率降低。出现在1690～1630cm-1。
NH2的面内变形振动：即酰胺Ⅱ带。此吸收较弱，并靠近νC=O。一般在1655～1590cm-1。
νC━N谱带：在1420～1400cm-1范围有一个很强的碳氮键伸缩振动的吸收带。在其它酰胺中也有此吸收。
NH2的摇摆振动吸收：伯酰胺在～1150cm-1有一个弱吸收，在750～600cm-1有一个宽吸收。

仲酰胺

νNH吸收：在稀溶液中伯酰胺在有一个很尖的吸收在仪器分辨率很高时，可以分裂为相似的双线，是由于顺反异构产生。在压片法或浓溶液中，仲酰胺的νNH可能会出现几个吸收带，这是由于顺反两种异构产生的靠氢键连接的多聚物所致。
νC=O：即酰胺Ⅰ带。仲酰胺在1680～1630cm-1有一个强吸收是νC=O，叫酰胺Ⅰ带。
δNH和νC━N之间偶合造成酰胺Ⅱ带和酰胺Ⅲ带。酰胺Ⅱ带在1570～1510cm-1。酰胺Ⅲ带在1335～1200cm-1。
其它：在和附近还会有酰胺的Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ带，但应用上不如前面谱带那么重要
叔酰胺
叔酰胺的氮上没有质子，其唯一的特征谱带是νC=O，在1680～1630cm-1。
腈
C≡N
2260～2210cm-1
特征吸收峰

胺
RNH2 NH2 R2NH NH
3500～3400cm-1（游离）缔合降低100
3500～3300cm-1（游离）缔合降低100

3294, 1655, 1563三个峰是仲酰胺的特征峰。3294为N酰胺中的N-H伸缩振动，