1、第二章 红外光谱,第一节 红外光谱基础知识 第二节 红外光谱的重要吸收区段 第三节 红外光谱在结构解析中的应用 第四节 红外光谱应用技术进展及拉曼光谱,第一节 红外光谱基础知识,一、红外光谱 二、分子化学键的振动与能级 三、分子偶极变化与峰强 四、影响红外光谱吸收峰位、峰强的因素,一、红外光谱,红外光谱是研究红外光与物质分子间相互作用的吸收光谱。,分子运动的总能量（E分子）为： E分子E电子E移E振E转,红外线可引起分子振动能级和转动能级的跃迁，所形成的吸收光谱叫红外吸收光谱（简称IR），红外光谱也叫振一转光谱。,在红外光谱中，通常以波长（m）或波数（cm-1）为横坐标，吸收度（A）或百分透过

2、率为纵坐标。,分子发生振动能级跃迁需要吸收一定的能量，这种能量对应于光波的红外区域（1250025cm-1），只有在下列条件得到满足时跃迁才会发生： E光子h光E振h振hc,即只有当照射体系产生的红外线能量（E光）与分子的振动能级差（E振）相当时，会发生分子的振动能量跃迁，从而获得红外光谱。,红外光可分为三个区域：,1.近红外区（泛频区）：125004000 cm-1（0.82.5m），主要用于研究分子中的O-H、N-H、C-H键的振动倍频与组频。,2.中红外区（基本振动区）：4000400 cm-1（2.525m），主要用于研究大部分有机化合物的振动基频 。,3.远红外区（转动区）：4002

3、5 cm-1（25400m），主要用于研究分子的转动光谱以及重原子成键的振动，氢键AHX的伸缩振动，弯曲振动以及一些络合物的振动光谱。,二、 分子化学键的振动与能级,（一） 双原子分子的振动,1. 谐振子,其振动频率为：,式中 c一光速，cms； K键的力常数，105dyncm（102Nm）； m氢原子的质量，1.6610-24g.,双原子间的伸缩振动 振动频率的表达式 ：,分子中键的振动频率是分子的固有性质，它随着化学键力常数（K）的增大而增加，同时也随着原子折合质量（u）的增加而降低。,力常数是键的属性，与键的电子云分布有关，代表键发生振动的难易程度.,3. 简谐振动方式的振动能级：,即振

4、动能级跃迁只能发生在相邻能级之间。,谐振子的能级跃迁选律 ：,谐振子的振动频率 ； 振动量子数0，1，2 任何两个相邻能级间的能量差都是相等的。,4. 非谐振子的振动能级,真实分子并非严格遵循谐振子规律，成键两原子振动位能曲线与谐振子的位能曲线在高能级产生偏差，而且位能越高，这种偏差越大。实际需做些修正，最常用的是Morse修正。由量子力学求得非谐振子的振动能级为：,-振动量子数，其值为0，1，2 Xe-非谐性修正系数。表示分子振动的非谐性程 度，一般远远小于1。 -谐振子的振动频率，近似等于,经Morse修正后，双原子分子的实际势能曲线如下实线部分（化学键）。,A.E是原子间距离（r）的函数

5、，r大，E大。 B.V0基态，V0V1产生强峰，基频峰；v0v2，弱峰，倍频峰；可用谐振动运动规律近似地讨论化学键的振动。 C.E随V增大而减小。D.EMAX=E离解，化学键断裂。 取任意值，除1外，峰均很弱。,在常温下，分子几乎均处于基态，因此在红外光谱中通常只考虑如下两种跃迁： A ： V0V1：产生的谱带称为基频峰，特点是峰较强。大都出现于4000400cm-1范围，最高的吸收频率是处于3958cm-1的H-F伸缩振动谱带。,B：,(二) 多原子分子的振动 1. 分子振动自由度 多原子分子振动比双原子分子振动要复杂得多。双原子分于只有一种振动方式（伸缩振动），所以可以产生一个基本振动吸收

6、峰。而多原子分子随着原子数目的增加，它可以出现一个以上基本振动吸收峰，并且这些峰的数目与分子的振动自由度有关。,分子振动自由度：把多原子的复杂振动分解为许多简单的基本振动（简正振动），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。,分子自由度数目与该分子中各原子在空间坐标中运动状态的总和紧密相关。 分子中的每一个原子都有三个自由度。由N个原子组成的分子，应该有3N个自由度。分子运动状态又分为：平动（移动）、转动和振动三类。 分子自由度数（3N）平动+转动振动 振动自由度分子自由度平动-转动 非线性分子振动自由度3N3-33N6 线性分子振动自由度3N3-23N5,2. 振动类型 分子的

7、振动可分为两大类 （1）伸缩振动，键长发生改 变的振动，以表示。 对称伸缩振动，以s表示。 不对称伸缩振动，以as表示 。,分子自由度数目大，在红外光谱中出现的峰数多。,（2）弯曲振动，键角发生改变，以表示. 面内弯曲振动，以i p表示. 剪式振动，以s表示. 面内摇摆振动，以表示. 面外弯曲振动，以o .o.p表示. 面外摇摆振动，以表示. 扭曲变形振动， 以表示. 对称与不对称弯曲振动，以s、 as表示。对含3个相同键的化合物而言。,s,s,as,常见振动形式按能量高低顺序排列是： assso.o.p 高频 低频 峰的个数理论上应该等于自由度，实际峰数目少于自由度。,3 . 峰数减少的因素

8、 （1）振动中分子不发生瞬间偶极矩变化，不引起红外吸收。 （2）频率完全相同的振动彼此发生简并。 （3）强宽峰覆盖与它频率相近的弱而窄的吸收峰。 （4）吸收峰有时落在中红外区域以外。 （5）吸收强度太弱，无法测定。,也有使峰数增多的因素，如倍频（或组频）峰，但这些峰落在中红外区比较少，而且都是十分弱的峰。,基频峰与组频峰关系表示如下： 基频峰1、2、3,动数）3363。即水分子有三种振动形式。,例： CO2分子的基本振动形式及IR光谱。 二氧化碳为线性分子（OCO）.振动自由度数（基本振动数）3N53354。即CO2分子有四种振动形式。,三、分子偶极变化与峰强 1. 峰强的表示方法 峰强有4种

9、表示方式，常用的为百分透光率T 或吸光度A （1）百分透光率（percent transmission）,T越大，吸收峰越强,(2) 百分吸收率 百分吸收率（100T）% (3）吸光度（absorbance） A吸光度 T0-吸收峰基线的透射比 T-峰顶的透射比,3050cm-1处甲苯芳香氢的特征峰吸光度:,（4）摩尔吸光系数（molar absorptiVity） 红外光谱的绝对峰强可以用摩尔吸光系数表示：,a-摩尔吸光系数；C-浓度，molL L-比色池的厚度，cm； T0-入射光强度； T-透过光的强度,a100时，示峰带很强，用VS表示； a20100时，为强峰，用s表示； a1020

10、时，为中强峰，用m表示； a1时，为弱峰，用w表示.,红外光谱用于定性所指的峰强是每一峰的相对强度。,2. 决定峰强的因素 1） 振动过程中偶极矩的变化 峰的强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比。偶极矩变化的大小主要取决于下列四种因素： A. 原子的电负性 ： 电负性相差越大，引起的吸收峰也越强。 如：c=oc=c；o-Hc-Hc-c B. 振动形式 ： ass； ,C.分子的对称性 ： 对称性分子在振动过程中，整个分子的偶极矩始终为零，没有吸收峰出现 如：CO2的对称伸缩O=C=O 没有吸收峰,D.其他影响因素： 如费米共振、形成氢键及与偶极矩大的基团共轭等因素，也会使峰强发生改变。 2）

11、能级的跃迁几率 跃迁几率大，峰强大。,倍频峰从基态（V0）跃迁到激发态（V2）时，振幅加大，偶极矩变大，峰强本该增大，但是由于跃迁几率很低，结果峰强反而很弱。 一般=1跃迁几率最大，所以基频谱带比相应的倍频、组频谱带的强度高。,四、影响红外光谱吸收峰位、峰强因素,基团的伸缩振动频率主要取决于基团的折合原子量和化学键的力常数。但基团的振动不是孤立的，它要受到邻近基团和化学键的影响，使基团频率在一定范围内变化。 例如c=o吸收按振动方程求得的计算值为1729cm-1，但在不同类型的羰基化合物中，该频率将在19301630 cm-1范围内变化。此外，基团频率还受到试样的物态和溶剂种类等外部因素的影响

12、。,电子效应,空间效应,诱导效应 共轭效应,场效应 空间障碍 跨环效应 环张力,氢键效应,分子内氢键 分子间氢键,互变异构,振动偶合效应 费米共振 试样的物理状态,外部因素,溶剂 仪器的色散元件,影响吸收峰峰位、峰强的因素,内部因素,（一） 影响峰强、吸收峰位的内部因素 1. 电子效应（electronic effect） 包括诱导效应和共轭效应，由化学键的电子分布不均匀而引起的。 （1）诱导效应（inductive effect，I、I） 极性共价键，随着取代基电负性的不同，电子云密度发生变化，引起键的振动谱带位移，称为诱导效应。诱导效应的影响沿着分子中的键（和键）而传递，与分子的几何形状无

13、关。一些基团引起的-I效应顺序如下：,诱导效应主要指吸电子基团的影响（即-I效 应）,它使吸收峰 。 以羰基为例：,吸收峰 ，CO增加90100cm-1如：,（2）共轭效应（conjugative effect，C或M） 指共轭体系中电子离域的现象。共轭效应通过-键传递，引起电子的离域性增加，双键性降低，力常数减小， 。 在-共轭体系中，共轭效应比较简单。,在p-共轭体系中，情况较复杂。单纯的p-共轭用共振式表示如下： 结果使力常数减小， 。,若诱导与共轭同时存在，的变化受作用强的控制。,2. 空间效应（steric effect） 场效应、空间障碍、跨环效应、环张力 （1）场效应（field

14、 effect，简称F效应） 在立体结构上互相靠近的基团，经过分子内的空间使电子云密度发生变化影响振动频率称F效应. 氯代丙酮有三种旋转异构体,在甾体化学研究中，发生像卤代酮的这类场效应的现象很普遍，称为“卤代酮规律” 。,（2）空间阻碍（空间位阻） 指同一分子中各基团在空间的位阻作用。 共轭效应对空间阻碍最为敏感。,（3）跨环效应（transannular effsct） 跨环效应是一种特殊的空间电子效应。,c=O1675cm-1,O-H3365cm-1,（4）环张力（键角张力作用） 环张力引起sp3及sp2杂化的c-c键角改变，使相应的振动谱带位移。环张力对环外双键（CC，CO）的伸缩振动

15、影响较大,使增加。 环外双键的环烷系化合物中，随环张力的增大，cc 。,脂环酮系化合物中， cO,环内双键cc随环张力增大 ，=cH,H,H,H,双键碳原子上的氢原子被烷基取代，cc,3. 氢键效应（hydrogen bond effect） 氢键使 ，谱带变宽。氢键C 千克卡， 35 （1）分子内氢键（与浓度无关） 羟基与羰基形成分子内氢键时，co及OH都向低波数区移动。,（2）分子间氢键（与浓度有关） 醇与酚的羟基： 极稀溶液，O-H 36503600cm-1 浓度增加，OH 3515cm-1（二聚体） 3350cm-1（多聚体）,羧酸： 气体或非极性溶剂的极稀溶液 c=O（游离）1760

16、cm-1 液态或固态c=O（缔合）1710cm-1,OH 32002500cm-1区间，表现为一个宽而散的吸收峰，非常特征，可作为羧酸结构的一个重要标志。,4. 互变异构 分子发生互变异构，吸收峰也将发生位移，出现各异构体的峰带。,5.振动偶合效应 两个相同的基团在分子中靠得很近，其相应的特征吸收峰常发生分裂（也叫分歧），形成两个峰。,酰亚胺的波数比酸酐低，但也是双峰，如,当n2C=O1780cm-1，1700cm-1 当n=3，只有一个C=O吸收峰。 CH3CH1380 cm-1， (CH3)2C-峰分裂成两个，裂距为1530 cm-1（两峰中心在1380 cm-1左右）。 (CH3)3 (

17、特丁基）峰分裂的裂距达30cm-1以上。,6. 费米共振（Fermi resonance） 当倍频峰（或组频峰）位于某强的基频吸收峰附近时，弱的倍频（或组频）峰的吸收强度常被大大强化（间或发生峰带裂分），这种倍频（或组频）与基频之间的振动偶合称为费米共振。 苯甲酰氯：C-Cl 875 cm-1，VS,其倍频位于1730 cm-1左右处，正好落在C=O附近，使两者的强度都有所加强，像是羰基吸收呈现双峰。,下列化合物b是a的全氘代化合物。,化合物aCH面外振动862cm-1。,7. 试样物理状态的影响 气态时，分子间的相互作用很小，在低压下能得到游离分子的吸收峰。 在液态时,由于分子间出现缔合或分

18、子内氢键的存在，峰的位置与强度都会发生变化。 在固态时，因晶格力场的作用，发生了分子振动与晶格振动的偶合，将出现某些新的吸收峰。其吸收峰比液态和气态时尖锐且数目增加。 丙酮的C=O在气态1738 ，液态1715 cm-1,（二）影响峰位、峰强的外部因素 指溶剂影响及仪器色散元件的影响。 1. 溶剂的影响 极性基团的随溶剂的极性增大而降低。 羧酸中的羰基伸缩频率如下:,2. 仪器的色散元件 棱镜与光栅的分辨率不同，前者分辨率低，后者分辨率高。故光栅光谱与棱镜光谱有所不同。特别在40002500cm-1波段内尤为明显。目前出售的IR光谱仪色散元件均为光栅。,电子效应,空间效应,诱导效应 共轭效应,

19、场效应 空间障碍 跨环效应 环张力,氢键效应,分子内氢键 分子间氢键,互变异构,振动偶合效应 双峰 费米共振 双峰 试样的物理状态 气液固 多,外部因素,溶剂 仪器的色散元件 分辨率,影响吸收峰峰位、峰强的因素,内部因素,羰基 烯醇基,第二节 红外光谱的重要吸收区段,一、 特征区、指纹区和相关峰的概念 1. 特征区 40001333cm-1 (2.57.5m)。 吸收峰比较稀疏，容易辨认，叫特征谱带区。相应的吸收峰称做特征吸收或特征峰。 O-H、N-H、C=C-H、C-H、C=O、C=C、CN、CC ，部分含单键基团的面内弯曲振动的基频峰。,2. 指纹区 1333400cm-1（7.525m）

20、的低频区，称为指纹区。出现的峰主要是C一X（XC，N，O）单键的伸缩振动及各种弯曲振动。 这些单键的键强差别不大，原子质量又相似，所以峰带特别密集。分子结构上的微小变化，都会引起指纹区光谱的明显改变，在确定有机化合物结构时用途也很大。 3. 相关峰 一个基团除了有特征峰外，还有很多其他振动形式的吸收峰，把这些相互依存而又相互可以佐证的吸收峰叫相关峰。,例如：羧基（-COOH）有如下一组吸收峰： O-H 34002400cm-1区间有很宽的吸收峰， C=O 1710 cm-1附近有强、宽吸收峰， C-O 1260cm-1附近有中等强度吸收峰， O-H（面外弯曲） 930cm-1附近有弱宽峰。 这

21、些峰是因羧基的存在而存在的，为相关峰。 苯的芳香化合物存在一组相关峰： Ar-H3050cm-1左右， C=C1600、1500cm-1（苯环的骨架振动） 20001667cm-1的泛频峰， Ar-H（面外弯曲）900690cm-1,二、几个重要区段（八区域法）,红外光谱八个主要区域,八区域法的用途： 推测化合物的红外光谱吸收特征； 根据红外光谱特征，初步推测化合物可能存在什么官能团，并且进一步选择正确结构。,例 ： 下列四种化合物在IR光谱中哪一段有吸收？各因什么振动类型引起？,33003000,例 ： 一个化合物的部分IR光谱如下，其结构可能为（A）、 （B）或（C），试问哪一结构可能给出

22、此种光谱？为什么？ （B）,O-H、N-H伸缩振动区 （37503000cm-1）,1）O-H在37003200cm-1区出现一强峰，它是判断分子中有无一OH基的重要依据。,CH3CH2OH,2-荼酚的红外光谱（CHC13溶液 ）,游离酚中O-H3500cm-1，峰形尖锐，没有其他吸收的干扰很容易识别。,2）-OH基在形成氢键缔合后，O-H+键拉长，电偶极矩增大，因此在34503200cm-1之间表现为一个强而宽的峰。,若形成分子内氢键，酚羟基伸缩振动谱带向低频移动更为明显。例如,3）羧酸（-COOH）中的-OH都以二聚物或多聚物的形式存在。吸收峰向低波数方向移，在30002500cm-1区出

23、现一个强而宽的峰。 在测定气态试样或非极性溶剂的稀溶液时，看到游离的-OH峰，在3540cm-1附近出现。,不同温度下气相乙酸的红外光谱 A.35（二聚体为主） B.130（单体为主）,4）N-H峰强都比O-H峰弱，且峰带稍尖锐些。出现几个吸收的谱带，表明存在多种缔合-NH峰。,正己胺的红外光谱（液膜法）,N-H峰的数目与氮原子上取代基的多少有关： 第一胺（伯胺、伯酰胺）显双峰（因为有对称与不对称伸缩），且两峰强度近似相等； 第二胺（仲胺、仲酰胺和亚胺）只出现一个吸收峰； 第三胺（叔胺、叔酰胺）不显峰。,酰胺化合物的红外光谱,当胺成盐时，氨基转化为铵离子，N-H键的伸缩振动频率大幅度地向低频位

24、移，在32002200cm-1范围内形成宽的谱带。,二乙胺盐酸盐的红光外谱,当胺的鉴定遇到困难时，可用形成无机盐的方法，由谱带发生显著的移动和变形得到进一步确证。 如： 伯胺盐的N-H30002500cm-1（vs）， 仲胺盐的N-H27002500cm-1（vs）， 叔胺盐的N-H27002500cm-1（vs， 再根据16001500cm-1区的N-H弯曲振动吸收区分仲胺盐和叔胺盐（叔胺盐在该区无吸收）。,例 : 顺式1，2-环戊二醇的CC14稀溶液，在3633cm-1、3572cm-1处显两个峰，为什么？当溶液浓度增加时，为何又出现3500cm-1峰，3633cm-1及3572cm-1处

25、两峰峰强又如何变化？ 解：3633cm-1的吸收是游离-OH伸缩峰， 3572cm-1吸收是由缔合-OH引起的. 出现缔合-OH的伸缩峰,说明存在分子内氢键。 当溶液浓度增加时，在3500cm-1处又出现一缔合-OH伸缩峰，说明此时形成了分子间氢键，同时还可看到游离-OH峰（3633cm-1）相应减弱。但分子内缔合的-OH峰（3572cm-1）峰强并不随浓度发生变化。,顺式环戊二醇中氢键对OH的影响,例： 下述三个化合物IR光谱有何不同？ （A）CH3（CH2）6COOH （B）（CH3）3CCH（OH）CH2CH3 （C）（CH3）3CCH（CH2CH3）N（CH3）2,2.不饱和烃和芳烃C

26、-H伸缩振动区 （33003000cm-1）,主要有CC-H、C=C-H、 Ar-H吸收,（1）区别饱和及不饱和烃 不饱和烃和芳烃C-H伸缩振动均在3000cm-1以上.,张力较大的三元环体系的饱和C-H； 饱和卤代烃中与卤素直接相连的C-H； 如：CH3I：3060cm-1，CH3Br：3050cm-1，CH3Cl：3042cm-1。,氯甲基环氧乙烷的红外光谱,(2)CC-H (3300cm-1) C=C-H, (3040-3010cm-1) 炔烃CC-H的特点：峰强比缔合的OH吸收弱，比NH强，为尖锐谱带，易于与OH、NH区分开。,1-己炔,芳烃Ar-H的特点为吸收强度比饱和烃稍弱，谱带比

27、较尖锐。 烯烃中末端=C-H的吸收出现在3085 cm-1附近，谱带较锐。,1-癸烯的红外光谱,例：下列化合物（A）与（B）在C-H伸缩区域中有何区别？,3. 饱和烃的CH和醛基的CH伸缩振动区 （30002700 cm-1）,此区域一些重要基团的CH伸缩振动见表,（1）烷烃C-H均在3000cm-1以下, 只有环丙基例外，-CH2-基团可出现在29903100cm-1之间。,（2）-CH3，-CH2-，-CH-均有as及s，均出现两个峰，ass。,正十二烷,（3）醛基上的C-H在2820cm-1、2720cm-1处有两个吸收峰（C-H与C-H1390倍频Fermi共振），其中2720cm-1

28、吸收峰很尖锐，易于识别，是醛基的特征吸收峰。,正丁醛,（4）氧甲基（-OCH3）、氮甲基（-NCH3）和不与芳环相连的仲胺、叔胺中的亚甲基（-N-CH2-），可在28502720cm-1范围内产生中等强度的吸收峰。,茴香醚（苯甲醚）,（5）亚甲二氧基（-O-CH2-O- ）还有一个在930cm-1附近的C-O伸缩振动（ms），所以2780cm-1与930cm-1为相关峰，是鉴定此基团的重要依据。,C-H（CHO）,C-H(s),C-O,3,4-亚甲二氧基苯甲醛,4. 三键对称伸缩区（24002100 cm-1),（1）共轭效应将使各峰频率略向低波数方向移动 如：芳香腈类吸收移向低波数区，它大约

29、出现在22402190 cm-1处。,（2）结构对称的乙炔及其他全对称的二取代物在红外光谱不出现cc谱带，其振动状况只能在Raman光谱中观察。,辛炔的红外光谱,（3）空气中的CO2对谱图会发生干扰，所以有时能看到2349cm-1峰。因此在解析图谱时如有此峰须注意是否存在操作和调仪器的问题。 例 预测下列化合物有哪些主要的红外吸收峰？,5. 羰基（ ）的伸缩振动区 （19001650cm-1） C=O的吸收最常出现的区域为17551670cm-1。常成为IR光谱中第一强峰，是判别有无CO化合物的主要依据。 C=O吸收峰的位置还和邻近基团有密切关系。邻近基团不同，具体峰位也不同。,（1）C， ，

30、I， 。,酰胺1680酮1715醛1725酯1735酸1760（1710聚合）酸酐1817和1750,（2）羰基化合物形成氢键，均使C=O 。,羧酸在不同的溶剂中对C=O吸收位置的影响：,（3）在环酮、内酯环或内酰胺环中，随着张力增强，吸收峰向高频方向位移。,例：试根据电子效应确定下列化合物中C=O频率的变化顺序（见74页表）。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,例： 下列两组化合物在40001650cm-1的IR区域有何吸收？,解：,共性：在17401700cm1 有C=O 强吸收；,个性：A在30002500cm1 有OH缔合宽峰；,B在2720cm1 有CH（CHO）弱峰。

31、,6. 双键的伸缩振动区（16801500cm-1）,（1）分子对称，峰很弱； 各相邻基团相差比较大，峰较强。,（2）CC吸收的高频区段虽与CO吸收重叠，但峰强不同，可以相互区别。 注意：当双键与氧连接成为烯醚、烯醇或酯等结构时，则cc的吸收强度大大加强。,2-氯代乙基乙烯基醚的红外光谱,（3）共轭多烯可以发生CC键的振动偶合。 异戊二烯的IR光谱在1640cm-1出现一个很弱的谱带为对称振动偶合。在1598cm-1出现一个强的谱带为不对称的振动偶合。,（4）芳香化合物，在16001500cm-1处有一个或一个以上强峰（芳环骨架振动）。 （5）硝基N=O的不对称伸缩振动也位于该区，共轭使吸收右

32、移。,6）氨基的N-H也在该区。16401560；1600；脂肪仲胺弱,例：试分析下列两个化合物在IR光谱上有何区别？,解：化合物（A）应有下列各峰： 30403010cm-1C=C-H； 29602870cm-1,双峰,C-H（CH3）； 2720cm-1CH（CHO）及16801620cm-1cc。两个峰 化合物（B）中看不到以上特征吸收。,7. CH弯曲振动区（面内） （14751300cm-1） XY伸缩振动区（13001050cm-1） 最有鉴别意义的是一CH3及一CH2一； 羧酸盐COO-对称伸缩振动； 硝基的对称伸缩振动； 砜类不对称伸缩振动也在此区有强吸收,（1）CH3,CH2

33、as(C-H）14701430cm-1，s（C-H）1380cm-1 孤立甲基在1380cm-1附近出现单峰； 偕二甲基裂分为双峰（特征），强度近似相等，裂距1530cm-1左右； 偕三甲基（特丁基)也裂分为双峰，强度一强一弱，裂距30cm-1以上（特征）。1365cm-1（s）和1395cm-1（m）是叔丁基的特征吸收带。,2，6，8-三甲基-4-壬醇,（CH3）3CNHCONH2, 羧酸盐 14501300cm-1强峰；硝基，砜均在14751300cm-1区域内有强吸收， 特征。,苯甲酸钠,硝基S（NO2）13851290cm-1l强峰；,砜类as（SO2）14401290cm-1强峰。亚

34、砜类在1050处强峰,在X一Y伸缩振动区(1300-1050)主要包括C-O、C-C、C-N键伸缩振动、饱和C-H键及其他类型的弯曲振动以及不饱和C-H键面内弯曲振动等在内的指纹区。,N,（1）CO键伸缩振动在此范围内表现为强而宽的谱带。因此，对醇、醚和酯类化合物的鉴定很有价值。 （2）醚、酯类化合物，出现as（C-O-C）及s（C-O-C）吸收，强吸收。,乙酸苯酯,CH3-O-Ph-CN,Ph-CO-O-CH3,8. CH弯曲振动区（面外） （1000650cm-1） 鉴别烯烃取代特征及芳香核上取代基位置,（1）除了R1R2CCR3R4类型，其他类型的烯烃都可用C-H作为鉴定的重要依据。 其

35、中CH2基团除表中数外，在1800cm-1附近观察到=C-H的倍频谱带。,（2）分子中一（CH2）n一基团，n4时，在720725cm-1也会出现CH吸收（中强）。正己胺n5，CH714cm-1,（3）苷键为构型时在890cm-1处附近会出现糖的端基原子的CH吸收（弱中），而-构型有CH840cm-1的吸收故可作为鉴定苷键构型的辅助手段.,（4）亚甲二氧基与苯环相连时（ ）,，925935cm-1有很强的CH（O-CH2-O）特征吸收峰，如图3，4-亚甲二氧基苯甲醛的红外光谱.,3，4-亚甲二氧基苯甲醛的红外光谱.,下列化合物在1000665cm-1区域吸收特征有何不同？,化合物（A）为RCH

36、CHR（反）型，故在1000665cm-1区域内970cm-1处有吸收.而化合物（B）为RCHCH2型，故有910cm-1及990cm-1两个强峰。,（一）芳香族化合物 利用IR光谱识别芳香化合物，并判断其取代类型，是IR光谱解析中的一个重要课题，故以下将芳香化合物的IR光谱特征吸收做一系统介绍. 芳香化合物以取代苯为例，在IR光谱图上主要有下列五个“相关峰”区。以邻二甲苯为例。,三、 主要化合物的特征吸收,1.通常对芳香化合物的识别，主要依据3030cm-1的CH（Ar-H）峰及16001430cm-1区域C=C（芳核骨架振动）峰。后者对鉴别芳环，更具决定性意义。,2.在16001430cm

37、-1区间，以160O20cm-1及150025cm-1两个峰比较稳定。如芳香核与不饱和基团或具有孤对电子的基团（如CC，CO，NO2）共轭时，往往可使160020cm-1、150025cm-1两个峰增强，同时还会在1580cm-1处出现吸收峰。,3.位于910690cm-1区域因CH面外弯曲振动引起的强吸收峰及20001600cm-1处的泛频峰，对识别芳环也有重要的辅助意义。但它们主要的用途还是用于判定芳环的取代类型。,表2-14 芳香化合物不同取代类型吸收频率,以上规律也适用于稠环化合物（萘、蒽等）及芳香杂环化合物，但并接的芳核及杂原子应作为环上的取代基看待。,例. 1，2，3-1，2，4-

38、和1，3，5-三甲苯三种异构体，在IR光的什么区域表现有不同的特征吸收.,解： （A）有三个相邻H，故在780760cm-1之间及745705cm-1之间各有一强峰. （B）有二个相邻H及一个孤立H，相邻H出现在825805cm-1之间为一强峰，孤立H出现在885870cm-1之间为一中强峰. （C）有三个孤立H，故在865810cm-1之间有一强峰.,例. 有一含C、H、O的有机化合物，其红外光谱如图所示，试鉴别： （1）该化合物是脂肪族还是芳香族？ （2）是否是醇类？ （3）是否是醛、酮、酸类？ （4）是否有双键或叁键？,（1）在31003000cm-1无=C-H吸收峰，在1600cm-1

39、和1500cm-1无苯环的骨架振动C=C吸收峰，故不是芳香族化合物。而2926cm-1和2806cm-1处有脂肪族一CH3、一CH2的C-H吸收峰1389cm-1为一CH3的S吸收峰，故该化合物为脂肪族化合物。 （2）在35003300cm-1之间无任何强吸收峰，故示该化合物不可能是醇类。,（3）该化合物在1714cm-1处有一个C=O吸收峰，亦可能为醛、酮、酸类化合物。又因在33002500cm-1区域无宽而散的羧基中的OH（缔合）强吸收峰，故进一步排除了酸存在的可能。并且在2720 cm-1处无醛基的C-H吸收峰，故也不是醛类。因酮的C=O吸收峰在17351710cm-1（s），故光谱中1

40、714cm-1是酮羰基吸收峰.,（4）因在1650ccm-1及2200cm-1附近未见任何其他吸收峰，故该化合物除CO外不含有双键或叁键。如果有的话，其结构也一定是对称的。 综上所述，该化合物可能是一脂肪族酮类化合物。,例. 某化合物的IR光谱如图所示，鉴别 （1）该化合物是芳香族还是脂肪族？ （2）在40001000cm-1区域中，可能有哪些基团，没有哪些基团？,（1）该化合物是芳香族化合物。原因如下：31003000cm-1有=C-H吸收峰；在1610cm-1和1510cm-1处有苯环CC骨架振动引起的吸收峰；指纹区830cm-1强吸收峰为C-H引起的吸收，并且在20001660cm-1之

41、间存在有CH弯曲（面外）泛频峰（弱峰）。以上相关峰说明是芳香化合物。 （2）在1630cm-1处为烯属C=C伸缩振动，结合指纹区990cm-1和905cm-1处C-H吸收峰，示有 一CHCH2。从光谱中看，没有一OH，NH，CO，CN和不对称的CC伸缩振动吸收峰。,例：分子式为C8H8O的一个化合物的IR光谱如下，b.p202，试由光谱解析判断其结构,（1）3000cm-1以上的=CH吸收峰，以及1600cm-1、1580cm-1、700cm-1等处的强峰，均示分子中含有芳香结构，而700cm-1及750cm-1两峰则进一步提示该化合物可能为单取代苯的衍生物。 （2）在2920cm-1、296

42、0cm-1、1380cm-1处的吸收示含有甲基. （3）在35003000cm-1无任何强峰，证明分子中无一OH。约在1690cm-1处有一强羰基吸收峰，亦可能为醛、酮、酰胺类化合物。又因在2720cm-1附近无醛的CH峰，且分子式中不含N，排除了酰胺的可能，故该化合物只可能是酮类。,综合以上分析，各结构碎片（C6H5，,CH3）恰好将分子式C8H8O全部扣尽。故该化合物结构式可能为：,经与标准光谱复核，并对照b.p等数据，证明上述结论与事实完全符合,1000 800,（二）其它化合物,第三节 红外光谱在结构解析中的应用,一、 确定官能团 二、 鉴别化合物真伪 三、确定立体化学结构的构型 1.

43、鉴别光学异构体 2.区分几何（顺、反）异构体 3.区分构象异构体 4.区分互变异构体与同分异构体,一、 确定官能团 红外光谱在确定化合物中存在哪些官能团上，有其独到之处，非常方便、准确。 注意以下几点： 1.在确定特征官能团时，应尽量找到其相关峰。,如：确定-CH3存在时， 1380cm-1CH（CH3）特征峰， 296015cm-1（as）、 28705cm-1（s）、 1470-1430cm-1等相关吸收峰； 在同一个碳上有两个以上的甲基连接时，1380cm-1附近的CH吸收会产生分裂。,末端烯烃基存在时（-CHCH2）， 如下一组相关峰: 30403010cm-1处的C-H伸缩振动、16

44、801620cm-1处的CC伸缩振动、 990cm-1及910cm-1处的C-H及CH2的面外弯曲振动。,1-辛烯CH3（CH2）5CHCH2的IR光谱,2.注意分子中各基团的相互影响因素 例： 某一固体化合物分子式为C7H7O2N，熔点146有很好的水溶性，由红外光谱（石蜡糊法）推其结构。,解： （1）不饱和度n（27217）25（n4，首先考虑是否有苯环存在） （2）Ar-H30503000 cm-1；C=C1603 cm-1，1580 cm-1，1450 cm-1（芳环骨架的伸缩振动）；Ar-H755 cm-1强吸收（芳环面外弯曲振动，可以确定有苯环存在，且因755 cm-1有4个相邻H

45、，证明为邻二取代的苯衍生物）,1580 cm-1吸收谱带较强，指出芳环的两个取代基至少有一个与苯环发生共轭效应。 3410 cm-1和3310 cm-1双峰，明确指出有伯胺或伯酰胺存在，930 cm-1处的宽带是其N-H吸收。 1670 cm-1为C=O，可能由不饱和醛、酮、羧酸或酰胺产生，根据31002500 cm-1OH宽谱带特点，并在1250 cm-1处强吸收是羧酸的相关谱带C-O，可以证明有羧基存在。,综合以上分析，该化合物为含羧基和氨基的芳香族化含物。将分子式C7H7O2N减去己知结构碎片（ COOH，NH2，,）恰好全部除尽。且由红外光谱没有观察到形成内盐的信息，故推断其结构为邻氨基苯甲酸。