红外光谱的八个峰区.doc

红外光谱的八个峰区
区域
波数（cm-1）
振动类型
相关有机化合物中基团的特征频率（cm-1）
说明

N━H和O━H伸缩振动区域

3750～3000

O━H伸缩
醇酚： 单体3650～3590（s）
缔合3400～3200（s，b）
酸 ： 单体3560～3500（m）
缔合3000～2500（s，b）

无论单体还是缔合体，νN━H吸收都比νO━H吸收尖而弱

N━H伸缩
胺 1º： 3500（m）和3400（m）
2º： 3500～3300（m）
亚胺： 3400～3300（m）
酰胺： 3350（m）和3180（m）
一取代酰胺： 3320～3060（m）
不饱和C━H伸缩振动区域

3300～3010
≡C━H伸缩
炔 3300（s）
醛基中的ν=C━H吸收于2820 cm-1和2720 cm-1处

=C━H伸缩

烯： 3090～3010（m）
芳环： ～3030

饱和C━H伸缩振动区域

3000～2800

C━H伸缩
烷烃：
━CH3： 2962±10（s）
2872±10（s）
━CH2： 2926±10（s）
2853±10（s）
3000cm-1为ν=C━H饱和与不饱和的分界线（的ν=C━H吸收在3050 cm-1处）

叁键和累积双键伸缩振动区域

2400～2100
C≡C伸缩
炔：RC≡CH 2140～2100（s）
RC≡CR' 2260～2190（vw）

C≡N伸缩
腈 2260～2240（m）
━N=C=O
伸缩
异氰酸酯 2275～2240（s）
━O=C=O
伸缩
烯酮 ～2150

羰基伸缩振动区域

1900～1630

C=O伸缩
酸酐： 1850～1800（s）
1790～1740（s）
酰卤： 1815～1770（s）
酯： 1750～1735（s）
醛： 1740～1720（s）
酮 1725～1705（s）
酸： 1725～1700（s）
酰胺： 1690～1630（s）

酸酐两峰相距60 cm-1

双键伸缩振动区域

1675～1500

C=C伸缩
烯： 1680～1620（v）

芳环 ： 1600（v）；1580（m）
1500（v）；1450（m）

C=N伸缩
亚胺、肟 1690～1640（v）
N=N伸缩
偶氮 1630～1575（v）
饱和C━H面内弯曲振动区域

1475～1300

C━H面内弯曲
烷烃：
CH3： 1470～1430（m）
1380～1370（s）
CH2： 1485～1445（m）
CH： 1340（w）
当存在> C(CH3) 2和━C(CH3) 3基团时，1380～1370 cm-1处为双峰

不饱和C━H面内弯曲振动区域

1000～650

=C━H 面外弯曲
烯：
单取代: 995～985（s）；915～905
顺式取代： ～690（s）
反式取代： 970～960（s）
同碳二取代：895～885
三取代： 840～790（s）
芳烃：
5个相邻氢原子：770～730（vs）
710～640（s）
4个相邻氢原子：770～735（vs）
3个相邻氢原子：810～750（vs）
2个相邻氢原子：860～800（vs）
1个氢原子： 900～860（m）

≡C━H 面外 外弯曲
炔 665～625（s）

（二）分子式的确定：分子式应具有合理的不饱和度；同时符合氮规则。
利用同位素确定分子式。由于存在同位素，质谱图中除了有质量为M的分子离子峰外，还有质量为M+1，M+2等的同位素峰。计算其（M+1）/M、(M+2)/M的强度百分比，查表则可确定化合物的化学式或者对于分子式CxHyOmNzSv:
I（M+1）/(M)×100%=1.1x+0.37z+0.8v
I（M+1）/(M)×100%=(1.1x)2/200+0.2m+4.4v
即可确定分子式。
另外：分子中含1个Cl：M:M+2=3:1
分子中含2个Cl：M:M+2:M+4=9:6:1
分子中含1个Br：M:M+2=1:1
分子中含2个Br：M:M+2:M+4=1:2:1
分子中含1个Cl和1个Br：M:M+2:M+4=3:4:1
例：化合物的质谱图如下，推到其分子式。

解：设： 分子离子峰：73
73–58 = 15 合理
(1.9/31) 100 = 1.1x+0.37z,
z=1, x=5, y=73–14–60= –1 （不合理）
z=1, x=4, y=73–14–48=11 （合理）
分子式 C4H11N, Ω =0
（三）结构式的确定：化合物生成离子的质量及强度，与该化合物本身的结
想是从总体到个体，由主峰到次峰，逐步分析）
以下是质谱图解析的一般过程：
A．考察谱图特点。主要考察两个方面：分子离子峰的相对强度和谱图全貌特点。根据分子离子峰确定分子量，同时可以初步判断化合物类型及是否含有Cl、Br、S等元素。如果分子离子峰为基峰，碎片离子较少而且相对强度较低，可以断定是一个高度稳定的分子.
B．根据从分子离子峰及同位素峰确定化合物的组成式。
C．由组成式计算化合物的不饱和度，可确定化合物中环和双键的数目，有助于判断化合物的结构。计算方法如下：
不饱和度U=四价原子数 - 一价原子数/2 + 三价原子数/2 + 1
D． 研究高质量端离子峰。质谱高质量端离子峰是由分子离子失去碎片形成的。从分子离子失去的碎片可以确定化合物中含有哪些取代基。
常见的分子离子失去中性碎片的情况有：
M -15(CH3)
M -16(O,NH2)
M -17(OH,NH3)
M -18(H2O)
M -26(C2H2)
M -27(HCN)
M -28CO,C2H4，N2)
M -29(CHO,C2H5)
M -30(NO)
M -31(CH2OH,OCH3)
M -32(S,CH3OH)
M -35(Cl)
M -42(CH2CO,CH2N2)
M -43(CH3CO,C3H7)
M -44(CO2，CS)
M -45(OC2H5，COOH)
M -46(NO2，C2H5OH)
M -48(SO)
M -55(C4H7)
M -58(C4H10)
M -79(Br)
M -127(I)

E．研究亚稳离子峰（m*=m2*m2/m1）和小质量端离子峰，找出某些离子或碎片之间的关系，推测化合物的类型。（这一步一般不要求）
F．通过上述各方面的研究，提出化合物的结构单元。在根据化合物的分子量、分子式、样品来源、物理化学性质等，提出一种或几种最有可能的结构。
G．最后为确保结果的准确性，将所得结构式按质谱断裂规律分解，看所得离子和所给未知物谱图是否一致。
以上是质谱解析总体小结。接下来会采用几个例子来具体说明谱图解析的过程。由于同组成员已对其中重排内容进行了详细地举例说明，所找到的例子也基本一样，故未对这块内容再进行举例；如有需要可参考他们的课程论文。
例1：某化合物含有C、H、O，由其谱图测得M:(M+1):(M+2)=100:8.9:0.79，试确定其结构式。

解：①该化合物的分子量M=136;
②根据M、M+1、M+2的比值，查表得未知物是C8H8O2。
③该化合物的不饱和度U=8-8/2+1
④由不饱和度为5和m/z77、51等峰可以判断化合物中含有苯环。
⑤高质量端质谱峰m/z105是m/z136失去质量为31的碎片（-CH2OH或–O-CH3）产生的，m/z105失去质量为28的碎片（-CO、-C2H4）产生的。因为质谱中没有m/z105对应的是 而不是
⑥推断出化合物的结构式 或
例2:已知化合物的质谱图，推测该和化合物结构

①由质谱图可以确定该户额何物的分子量M=164;
②由于 164:166=1:1, 164-85 = 79 (Br)
③分子中含有1个Br, 不含氮或含偶数氮
④m/z: 85(49), 86(3.2), 87(0.11)
x = 3.2/49×100/1.1≈6
⑤设x = 6, 则 y =13, 可能的分子式 C6H13Br, Ω =0 合理
设x = 5, w=1, 则 y =9, 可能的分子式 C5H9OBr, Ω =1 也合理
⑥由碎片离子可判断其为 C6H13Br