1、红外光谱图解析一、分析红外谱图(1)首先依据谱图推出化合物碳架类型,根据分子式计算不饱和度。公式:不饱和度F+1+(T-O)/2 其中: F:化合价为4价的原子个数(主要是C原子);T:化合价为3价的原子个数(主要是N原子);O:化合价为1价的原子个数(主要是H原子)。F、T、O分别是英文4,3 1的首字母,这样记起来就不会忘了 举个例子:例如苯(C6H6),不饱和度6+1+(0-6)/24,3个双键加一个环,正好为4个不饱和度。(2)分析33002800cm-1区域C-H伸缩振动吸收,以3000 cm-1为界,高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收,有可能为烯、炔、芳香化合物吗,而
2、低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。(3)若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在22501450cm-1频区,分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰,其中:炔 22002100 cm-1 烯 16801640 cm-1芳环 1600、1580、1500、1450 cm-1若已确定为烯或芳香化合物,则应进一步解析指纹区,即1000650cm-1的频区,以确定取代基个数和位置(顺反,邻、间、对)。(4)碳骨架类型确定后,再依据其他官能团,如 C=O,O-H,C-N 等特征吸收来判定化合物的官能团。(5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来,以准确判定官能团的存在,如2820、2
3、720和17501700cm-1的三个峰,说明醛基的存在。解析的过程基本就是这样吧,至于制样以及红外谱图软件的使用,一般的有机实验书上都有比较详细的介绍的。二、记住常见常用的健值 1.烷烃3000-2850 cm-1 C-H伸缩振动1465-1340 cm-1 C-H弯曲振动一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm-1 以下,接近3000 cm-1 的频率吸收。 2.烯烃31003010 cm-1 烯烃C-H伸缩16751640 cm-1 C=C伸缩 烯烃C-H面外弯曲振动(1000675cm1)。 3.炔烃22502100 cm-1 CC伸缩振动3300 cm-1 附近 炔烃C-H伸缩振动4.
4、芳烃31003000 cm-1 芳环上C-H伸缩振动16001450 cm-1 C=C 骨架振动880680 cm-1 C-H面外弯曲振动)芳香化合物重要特征:一般在1600,1580,1500和1450 cm-1 可能出现强度不等的4个峰。880680 cm-1 ,C-H面外弯曲振动吸收,依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化,在芳香化合物红外谱图分析中,常常用此频区的吸收判别异构体。 5.醇和酚主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收。36503600 cm-1 自由羟基O-H的伸缩振动,为尖锐的吸收峰35003200 cm-1 分子间氢键O-H伸缩振动,为宽的吸收峰13001000 c
5、m-1 C-O 伸缩振动769-659 cm-1 O-H 面外弯曲6.醚13001000 cm-1 伸缩振动(特征吸收)11501060 cm-1 一个强的吸收峰脂肪醚12701230 cm-1 (为Ar-O伸缩);10501000 cm-1 (为R-O伸缩)芳香醚的两个C-O伸缩振动吸收7.醛和酮17501700 cm-1 醛基C=O伸缩 (特征吸收) 醛2820,2720 cm-1 醛基C-H伸缩 醛1715 cm-1 (强峰) 酮基C=O伸缩振动 脂肪酮,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低8.羧酸33002500 cm-1 (宽&强) O-H伸缩吸收17201706 cm-1 C=
6、O 吸收13201210 cm-1 C-O伸缩920 cm-1 成键的O-H键的面外弯曲振动 羧酸二聚体9.酯17501735 cm-1 饱和脂肪族酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带 12101163 cm-1 饱和酯C-C(=O)-O谱带 (为强吸收) 10.胺:35003100 cm-1 N-H 伸缩振动吸收13501000 cm-1 C-N 伸缩振动吸收,N-H变形振动相当于CH2的剪式振动方式,其吸收带在 16401560 cm-1 面外弯曲振动在900650 cm-1 。11.腈;腈类的光谱特征 三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收。2260-2240 cm-1 脂肪族腈2240-22
7、22 cm-1 芳香族腈12.酰胺3500-3100 cm-1 N-H伸缩振动 1680-1630 cm-1 C=O 伸缩振动 1655-1590 cm-1 N-H弯曲振动 1420-1400 cm-1 C-N伸缩13.有机卤化物C-X 伸缩,脂肪族 1400-730 cm-1 :C-F;850-550 cm-1 :C-Cl;690-515 cm-1 :C-Br;600-500 cm-1 :C-I Characteristic Infrared Absorption Frequencies(特征红外吸收频率)BondCompound TypeFrequency range / cm-1C-HA
8、lkanes2960-2850(s) stretch1470-1350(v) scissoring and bendingCH3 Umbrella Deformation1380(m-w) - Doublet - isopropyl, t-butylC-HAlkenes3080-3020(m) stretch1000-675(s) bendC-HAromatic Rings3100-3000(m) stretchPhenyl Ring Substitution Bands870-675(s) bendPhenyl Ring Substitution Overtones2000-1600(w)
9、- fingerprint regionC-HAlkynes3333-3267(s) stretch700-610(b) bendC=CAlkenes1680-1640(m,w) stretchCCAlkynes2260-2100(w,sh) stretchC=CAromatic Rings1600, 1500(w) stretchC-OAlcohols, Ethers, Carboxylic acids, Esters1260-1000(s) stretchC=OAldehydes, Ketones, Carboxylic acids, Esters1760-1670(s) stretchO
10、-HMonomeric - Alcohols, Phenols3640-3160(s,br) stretchHydrogen-bonded - Alcohols, Phenols3600-3200(b) stretchCarboxylic acids 3000-2500(b) stretchN-HAmines3500-3300(m) stretch1650-1580 (m) bendC-NAmines1340-1020(m) stretchCNNitriles2260-2220(v) stretchNO2Nitro Compounds1660-1500(s) asymmetrical stre
11、tch1390-1260(s) symmetrical stretch如何解析红外光谱图一、预备知识(1)根据分子式计算不饱和度公式:不饱和度 n4+1+(n3-n1)/2 其中:n4:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),n3:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),n1:化合价为1价的原子个数(主要是H,X原子)(2)分析33002800cm-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000 cm-1为界:高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收,有可能为烯,炔,芳香化合物;而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收;(3)若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在 22501450c
12、m-1频区,分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰,其中炔 22002100 cm-1, 烯 16801640 cm-1 芳环 1600,1580,1500,1450 cm-1若已确定为烯或芳香化合物,则应进一步解析指纹区,即1000650cm-1的频区,以确定取代基个数和位置(顺、反,邻、间、对);(4)碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收,判定化合物的官能团;(5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来,以准确判定官能团的存在,如2820,2720和17501700cm-1的三个峰,说明醛基的存在。 二、熟记健值1.烷烃:C-H伸缩振动(3000-2850cm-1)C-H弯曲振动(14
13、65-1340cm-1)一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下,接近3000cm-1的频率吸收。2.烯烃:烯烃C-H伸缩(31003010cm-1),C=C伸缩(16751640 cm-1),烯烃C-H面外弯曲振动(1000675cm-1)。3.炔烃:炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近),三键伸缩振动(22502100cm-1)。4.芳烃:芳环上C-H伸缩振动31003000cm-1, C=C 骨架振动16001450cm-1, C-H面外弯曲振动880680cm-1。芳烃重要特征:在1600,1580,1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。C-H面外弯曲振动吸收88
14、0680cm-1,依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化,在芳香化合物红外谱图分析中,常用判别异构体。5.醇和酚:主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收,自由羟基O-H的伸缩振动:36503600cm-1,为尖锐的吸收峰,分子间氢键O-H伸缩振动:35003200cm-1,为宽的吸收峰;C-O 伸缩振动:13001000cm-1,O-H 面外弯曲:769-659cm-16. 醚特征吸收:13001000cm-1 的伸缩振动,脂肪醚:11501060cm-1 一个强的吸收峰 芳香醚:12701230cm-1(为Ar-O伸缩),10501000cm-1(为R-O伸缩)7.醛和酮:醛的特征吸收:
15、17501700cm-1(C=O伸缩),2820,2720cm-1(醛基C-H伸缩)脂肪酮:1715cm-1,强的C=O伸缩振动吸收,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低8.羧酸:羧酸二聚体:33002500cm-1 宽而强的O-H伸缩吸收 17201706cm-1 C=O伸缩吸收 13201210cm-1 C-O伸缩吸收 , 920cm-1 成键的O-H键的面外弯曲振动9.酯:饱和脂肪酸酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带:17501735cm-1区域 饱和酯C-O谱带:12101163cm-1 区域为强吸收10.胺:N-H 伸缩振动吸收35003100 cm-1;C-N 伸缩振动吸收13
16、501000 cm-1;N-H变形振动相当于CH2的剪式振动吸收:16401560cm-1;面外弯曲振动吸收900650cm-1.11.腈:三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收 脂肪族腈 2260-2240cm-1 芳香族腈 2240-2222cm-112.酰胺:3500-3100cm-1 N-H伸缩振动 1680-1630cm-1 C=O 伸缩振动 1655-1590cm-1 N-H弯曲振动 1420-1400cm-1 C-N伸缩13.有机卤化物:脂肪族C-X 伸缩: C-F 1400-730 cm-1,C-Cl 850-550 cm-1 ,C-Br 690-515 cm-1,C-I 600-
17、500 cm-1三、红外识谱歌红外可分远中近,中红特征指纹区,1300来分界,注意横轴划分异。看图要知红外仪,弄清物态固液气。样品来源制样法,物化性能多联系。识图先学饱和烃,三千以下看峰形。2960、2870是甲基,2930、2850亚甲峰。1470碳氢弯,1380甲基显。 二个甲基同一碳,1380分二半。面内摇摆720,长链亚甲亦可辨。烯氢伸展过三千,排除倍频和卤烃。末端烯烃此峰强,只有一氢不明显。化合物,又键偏,1650会出现。 烯氢面外易变形,1000以下有强峰。910端基氢,再有一氢990。 顺式二氢690,反式移至970;单氢出峰820,干扰顺式难确定。炔氢伸展三千三,峰强峰形大而尖
18、。三键伸展2200,炔氢摇摆680。芳烃呼吸很特别,16001430,16502000,取代方式区分明。900650,面外弯曲定芳氢。 五氢吸收有两峰,700和750;四氢只有750,二氢相邻830;间二取代出三峰,700、780,880处孤立氢醇酚羟基易缔合,三千三处有强峰。CO伸展吸收大,伯仲叔基易区别。1050伯醇显,1100乃是仲, 1150叔醇在,1230才是酚。1110醚链伸,注意排除酯酸醇。若与键紧相连,二个吸收要看准,1050对称峰,1250反对称。苯环若有甲氧基,碳氢伸展2820。次甲基二氧连苯环,930处有强峰,环氧乙烷有三峰,1260环振动,九百上下反对称,八百左右最特征
19、。缩醛酮,特殊醚,1110非缩酮。酸酐也有CO键,开链环酐有区别,开链峰宽一千一,环酐移至1250。羰基伸展一千七,2720定醛基。吸电效应波数高,共轭则向低频移。张力促使振动快,环外双键可类比。2500到3300,羧酸氢键峰形宽,920,钝峰显,羧基可定二聚酸,酸酐千八来偶合,双峰60严相隔,链状酸酐高频强,环状酸酐高频弱。羧酸盐,偶合生,羰基伸缩出双峰,1600反对称,1400对称峰。1740酯羰基,何酸可看碳氧展。1180甲酸酯,1190是丙酸,1220乙酸酯,1250芳香酸。1600兔耳峰,常为邻苯二甲酸。氮氢伸展3400,每氢一峰很分明。羰基伸展酰胺I,1660有强峰;NH变形酰胺I
20、I,1600分伯仲。伯胺频高易重叠,仲酰固态1550;碳氮伸展酰胺III,1400强峰显。胺尖常有干扰见,NH伸展三千三,叔胺无峰仲胺单,伯胺双峰小而尖。1600碳氢弯,芳香仲胺千五偏。八百左右面内摇,确定最好变成盐。伸展弯曲互靠近,伯胺盐三千强峰宽,仲胺盐、叔胺盐,2700上下可分辨,亚胺盐,更可怜,2000左右才可见。硝基伸缩吸收大,相连基团可弄清。1350、1500,分为对称反对称。氨基酸,成内盐,31002100峰形宽。1600、1400酸根展,1630、1510碳氢弯。盐酸盐,羧基显,钠盐蛋白三千三。矿物组成杂而乱,振动光谱远红端。铵盐类,较简单,吸收峰,少而宽。注意羟基水和铵,先记几种普通盐:1100是硫酸根,1380硝酸盐,1450碳酸根,一千左右看磷酸。硅酸盐,一宽峰,1000真壮观。勤学苦练多实践,红外识谱不算难
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