最新总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰分析.docx

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最新总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰分析

红外波谱

分子被激发后，分子中各个原子或基团（化学键）都会产生特征的振动，从而在特点的位置

会出现吸收。

相同类型的化学键的振动都是非常接近的，总是在某一范围内出现。

常见官能团的红外吸收频率

键型

化合物类型

吸收峰位置/cm-1

吸收强度

C-H

烷烃

2960~2850

强

=C-H

烯烃及芳烃

3100~3010

中等

三C-H

炔烃

3300

强

-C-C-

烷烃

1200~700

弱

-C=C-

烯烃

1680~1620

不定

C^C

炔烃

2200~2100

不定

C=O

醛

1740~1720

强

酮

1725~1705

强

酸及酯

1770~1710

强

酰胺

1690~1650

强

-OH

醇及酚

3650~3610

不定，尖锐

氢键结合的醇及酚

3400~3200

强，宽

-NH2

胺

3500~3300

中等，双峰

C-X

氯化物

750~700

中等

溴化物

700~500

中等

整个红外谱图可以分为两个区，4000~1350区是由伸缩振动所产生的吸收带，光谱比较简单

但具有强烈的特征性，1350~650处指纹区。

通常，4000~2500处高波数端，有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H,N-H,C-H,S-H

键的伸缩振动吸收带，在2500-1900波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如：

-

y,-gN,-C=C=C-,-C=C=O,-N=C=O等的伸缩振动吸收带。

在1900以下的波数端有

-C=C-,-C=O,-C=N-,-C=O等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。

1350~650指纹区处，有C-O,C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰,因此光谱非常复杂。

该区域各峰的吸收位置受整体分子结构的影响较大,分子结构稍有不同,吸收也会有细微的差别,所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。

有机化学有机化合物红外吸收光谱

C伸缩振动，S面内弯曲振动，丫面外弯曲振动

一、烷烃

饱和烷烃IR光谱主要由C-H键的骨架振动所引起，而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。

在确定分子结构时，也常借助于C-H键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。

烷烃有下列四种振动吸收。

1、（Tc-h在2975—2845cm-1范围，包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称

伸缩振动

2、Sc-h在1460cm-1和1380cm-1处有特征吸收，前者归因于甲基及亚甲基C-H的（Tas,后者归因于甲基C-H的（Ts。

1380cm-1峰对结构敏感，对于识别甲基很有用。

共存基团的电负性对1380cm-1峰位置有影响，相邻基团电负性愈强，愈移向高波数区，例如，在CH3F中此峰移至1475cm-1。

异丙基1380cm-1裂分为两个强度几乎相等的两个峰1385cm-1、1375cm-1

111

叔丁基1380cm裂分1395cm、1370cm两个峰，后者强度差不多是前者

的两倍，在1250cm-1、1200cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动。

3、（Tc-c在1250—800cm-1范围内，因特征性不强，用处不大。

4、丫c-h分子中具有一（CH2）n—链节，n大于或等于4时，在722cm-1有一个弱吸收峰，随着CH2个数的减少，吸收峰向高波数方向位移，由此可推断分子链的长短。

二、烯烃

烯烃中的特征峰由C=C-H键的伸缩振动以及C=C-H键的变形振动所引起。

烯烃分子主要有三种特征吸收。

1、（Tc=c-h烯烃双键上的C-H键伸缩振动波数在3000cm-1以上，末端双键氢

\1

zC=CH2在3075—3090cm有强峰最易识别。

2、（Tc=c吸收峰的位置在1670—1620cm-1。

随着取代基的不同，cc=c吸收峰的位置有所不同，强度也发生变化。

3、Sc=c-h烯烃双键上的C-H键面内弯曲振动在1500—1000cm-1,对结构不敏感，用途较少；而面外摇摆振动吸收最有用，在1000-700cm-1范围内，该振动对结构敏感，其吸收峰特征性明显，强度也较大，易于识别，可借以判断双键取

代情况和构型。

11

RHC=CH2995~985cm（=CH,S）915~905cm-1（=CH2,S）

R1R2C=CH2895~885cm-1（S）

12112i

（顺）-RCH=CHR~690cm-（反）-RCH=CHR980~965cm-（S）

R1R2C=CHR3840~790cm-1（m）

三、炔烃

在IR光谱中，炔烃基团很容易识别，它主要有三种特征吸收。

1、co三C-H该振动吸收非常特征，吸收峰位置在3300-3310cm-1，中等强度。

cN-H值与cc-h值相同，但前者为宽峰、后者为尖峰，易于识别。

2、cgc—般C三C键的伸缩振动吸收都较弱。

一元取代炔烃RCCH

cC三C出现在2140—2100cm-1,二元取代炔烃在2260—2190cm-1，当两个取代

基的性质相差太大时，炔化物极性增强，吸收峰的强度增大。

当处

于分子的对称中心时，cc三为红外非活性。

3、CC三C-H炔烃变形振动发生在680—610cm-1。

四、芳烃

芳烃的红外吸收主要为苯环上的C-H键及环骨架中的C=C键振动所引起。

芳族化合物主要有三种特征吸收。

1、cAr-H芳环上C-H吸收频率在3100~3000cm-1附近，有较弱的三个峰，特征性不强，与烯烃的cc=c-h频率相近，但烯烃的吸收峰只有一个。

2、cc=c芳环的骨架伸缩振动正常情况下有四条谱带，约为1600,1585,1500,1450cm-1,这是鉴定有无苯环的重要标志之一。

1

3、SAr-H芳烃的C-H变形振动吸收出现在两处。

1275—960cm为SAr-H，由于吸收较弱，易受干扰，用处较小。

另一处是900—650cm-1的Sa「-h吸收较强，是识别苯环上取代基位置和数目的极重要的特征峰。

取代基越多，SAr-H频率越高，见表3-10。

若在1600-2000cm-1之间有锯齿壮倍频吸收（C-H面外和C=C面内弯曲振动的倍频或组频吸收），是进一步确定取代苯的重要旁证。

苯670cm-1（S）单取代苯770~730cm-1（VS）,710~690cm-1（S）

1.2-二取代苯770~735cn<（VS）

11

1.3-二取代苯810~750cm（VS）,725~680cm-（m~S）

1,4-二取代苯860~800cm-1（VS）

五、卤化物

随着卤素原子的增加，（TC-X降低。

如C-F（1100~1000cm1）;C-Cl（750~700cm-1）;C-Br（600~500cm-1）;C-I（500~200cm-1）。

此外，C-X吸收峰的频率容易受到邻近基团的影响，吸收峰位置变化较大，尤其是含氟、含氯的化合物变化更大，而且用溶液法或液膜法测定时，常出现不同构象引起的几个伸缩吸收带。

因此IR光谱对含卤素有机化合物的鉴定受到一定限制。

六、醇和酚

醇和酚类化合物有相同的羟基，其特征吸收是0-H和C-O键的振动频率。

1、t0-h一般在3670~3200cm-1区域。

游离羟基吸收出现在3640~3610cm-1,峰形尖锐，无干扰，极易识别（溶剂中微量游离水吸收位于3710cm-1）。

OH是个强极性基团，因此羟基化合物的缔合现象非常显著，羟基形成氢键的缔合峰一般出现在3550~3200cm-1。

1,2-环戊二醇顺式异构体P47

-1-1

0.005mol/L（CCI4）3633cm-（游离），3572cm-（分子内氢键）。

-1-1-1

0.04mol/L（CCI4）3633cm-（游离），3572cm-（分子内氢键）~3500cm-（分子间氢键）。

2、TC-O和SO-HC-O键伸缩振动和O-H面内弯曲振动在1410—1100cm-1处有强吸收，当无其它基团干扰时，可利用TC-O的频率来了解羟基的碳链取代情况

（伯醇在1050cm-1，仲醇在1125cm-1，叔醇在1200cm-1，酚在1250cm-1）。

七、醚和其它化合物

醚的特征吸收带是C-O-C不对称伸缩振动，出现在1150~1060cm1处，强度大，C-C骨架振动吸收也出现在此区域，但强度弱，易于识别。

醇、酸、酯、内酯的TC-O吸收在此区域，故很难归属。

八、醛和酮

醛和酮的共同特点是分子结构中都含有（C=O），tc=o在1750~1680cm＜范围内，吸收强度很大，这是鉴别羰基的最明显的依据。

临近基团的性质不同，吸收峰的位置也有所不同。

羰基化合物存在下列共振结构：

C=O键有着双键性强的A结构和单键性强的B结构两种结构。

共轭效应将使CC=O吸收峰向低波数一端移动，吸电子的诱导效应使（TC=O的吸收峰向高波数方向移动。

a,B不饱和的羰基化合物，由于不饱和键与C=O的共轭，因此C=O键的吸收峰向低波数移动

RCHClCOR'

-1

1745~1725cmi'

RCH=CHCOR'

-1

erc=o1685~1665cm

苯乙酮对氨基苯乙酮对硝基苯乙酮

-1-1-1

（TC=O

（T

1691cm1677cm1700cm

般在2700~2900cn＜区域内，通常在~2820cm-1、~2720cm-1附近各有

一个中等强度的吸收峰，可以用来区别醛和酮。

九、羧酸

1、to-h游离的O-H在~3550cm-1，缔合的O-H在3300~2500cm-1，峰形宽而

散，强度很大。

2、tc=o游离的C=O一般在~1760cm-1附近，吸收强度比酮羰基的吸收强度大，但由于羧酸分子中的双分子缔合，使得C=O的吸收峰向低波数方向移动，一般在1725~1700cm1，如果发生共轭，贝UC=O的吸收峰移到1690~1680cni1。

3、tc-o一般在1440~1395cmi1，吸收强度较弱。

4、So-h一般在1250cm-1附近，是一强吸收峰，有时会和tc-o重合。

十、酯和内酯

1、tc=o1750~1735cm1处出现（饱和酯tc=o位于1740cm-1处），受相邻基团的影响，吸收峰的位置会发生变化。

11

2、TC-O一般有两个吸收峰，1300~1150cm，1140~1030cm-

十、酰卤

tc=o由于卤素的吸电子作用，使C=O双键性增强，从而出现在较高波数处，一般在~1800cm_1处，如果有乙烯基或苯环与C=O共轭，，会使tc=o变小,

般在1780~1740cm-1处。

十二、酸酐1、CC=O由于羰基的振动偶合，导致CC=O有两个吸收，分别处在1860~1800cm-1和1800~1750cm-1区域，两个峰相距60cm-1。

2、CC-O为一强吸收峰，开链酸酐的CC-O在1175~1045cm-1处，环状酸酐1310~1210cm-1处。

十三、酰胺

1、cc=o酰胺的第谱带，由于氨基的影响，使得cc=o向低波数位移，伯酰胺1690~1650cm1,仲酰胺1680~1655cm-1，叔酰胺1670~1630cm-1。

2、cn-h一般位于3500~3100cm-1，伯酰胺游离位于~3520cm-1和~3400cm-1，

形成氢键而缔合的位于~3350cm-1和~3180cm-1，均呈双峰；仲酰胺游离位于~3440cm-1,形成氢键而缔合的位于~3100cm-1,均呈单峰；叔酰胺无此吸收峰。

3、SN-H酰胺的第U谱带，伯酰胺SN-H位于1640~1600cm-1;仲酰胺1500~1530cm-1，强度大，非常特征；叔酰胺无此吸收峰。

4、cc-n酰胺的第川谱带，伯酰胺1420~1400cm1，仲酰胺1300~1260c^1，叔酰胺无此吸收峰。

十四、胺

1、cn-h游离位于3500~3300cm1处，缔合的位于3500~3100cn＜处。

含有氨基的化合物无论是游离的氨基或缔合的氨基，其峰强都比缔合的OH峰弱，且谱带稍尖锐一些，由于氨基形成的氢键没有羟基的氢键强，因此当氨基缔合时，吸收峰的位置的变化不如OH那样显著，引起向低波数方向位移一般不大于100cm-1。

伯胺3500~3300cm-1有两个中等强度的吸收峰（对称与不对称的伸缩振动吸收），仲胺在此区域只有一个吸收峰，叔胺在此区域内无吸收。

2、cC-N脂肪胺位于1230~1030cm-1处，芳香胺位于1380~1250cm-1处。

3、SN-H位于1650~1500cm-1处，伯胺的SN-H吸收强度中等，仲胺的吸收强度较弱。

4、丫n-h位于900~650cm-1处，峰形较宽，强度中等（只有伯胺有此吸收峰）。

主要基团的红外特征吸收峰

基团

振动类型

波数（cm-1）

波长（卩m）

强度

备注

一、烷烃类

CH伸

3000〜2843

3.33〜

中、

分为反称与对

CH伸（反称）

2972〜2880

3.52

强

称

CH伸（对称）

2882〜2843

3.37〜

中、

CH弯（面内）

1490〜1350

3.47

强

C-C伸

1250〜1140

3.49〜

中、

3.52

强

6.71〜

7.41

8.00〜

8.77

二、烯烃类

CH伸

3100〜3000

3.23〜:

中、

C=C=C为

C=C伸

1695〜1630

3.33

弱

2000〜1925

CH弯（面内）

1430〜1290

5.90〜

-1cm

CH弯（面外）

1010〜650

6.13

中

单取代

995〜985

7.00〜

强

910〜905

7.75

强

双取代

9.90〜

强

顺式

730〜650

15.4

反式

980〜965

10.05〜10.15

强

10.99〜11.05

强

13.70〜15.38

10.20〜10.36

三、炔烃类

CH伸

〜3300

〜3.03

中

gC伸

2270〜2100

4.41〜

中

CH弯（面内）

1260〜1245

4.76

CH弯（面外）

645〜615

7.94〜

强

8.03

15.50〜16.25

四、取代苯类

CH伸

3100〜3000

3.23〜

变

三、四个峰，特

泛频峰

2000〜1667

3.33

征

骨架振动（v。

虫）

5.00〜

1600±20

6.00

1500±25

1580±10

6.25±

1450±20

0.08

CH弯（面内）

1250〜1000

6.67±

弱

CH弯（面外）

910〜665

0.10

强

]

1

1

6.33±

确定取代位置

单取代

CH弯

（面外）

1

770〜730

0.04

6.90±

0.10

8.00〜

10.00

10.99〜15.03

1

12.99〜

极强

五个相邻氢

邻双取代

CH弯

（面外）

770〜730

13.70

极强

四个相邻氢

间双取代

CH弯

（面外）

810〜750

12.99〜

极强

三个相邻氢

900〜860

13.70

中

一个氢（次要）

对双取代

CH弯

（面外）

860〜800

12.35〜

极强

二个相邻氢

1,2,3,三取代

CH弯

（面外）

810〜750

13.33

强

三个相邻氢

11.12〜

间双易混

1,3,5,三取代

CH弯

（面外）

874〜835

11.63

强

一个氢

1,2,4,三取代

CH弯

（面外）

885〜860

11.63〜

中

一个氢

860〜800

12.50

强

二个相邻氢

「,2,3,4四取

CH弯

（面外）

860〜800

12.35〜

强

二个相邻氢

代

CH弯

（面外）

860〜800

13.33

强

一个氢

*1,2,4,5四取

CH弯

（面外）

865〜810

强

一个氢

代

CH弯

（面外）

〜860

11.44〜

强

一个氢

1,2,3,5四

11.98

取代

11.30〜

*五取代

11.63

11.63〜

12.50

11.63〜

12.50

11.63〜

12.50

11.56〜

12.35

〜11.63

五、醇类、酚类

OH伸

3700〜3200

2.70〜

变

0H弯（面内）

1410〜1260

3.13

弱

C-0伸

1260〜1000

7.09〜

强

0—H

弯（面外）

750〜650

7.93

强

液态有此峰

7.94〜

10.00

13.33〜

15.38

0H伸缩频率

游离0H

0H伸

3650

〜3590

2.74〜

强

锐峰

分子间氢键

0H伸

3500

〜3300

2.79

强

钝峰（稀释向低

2.86〜

频移动*）

分子内氢键

0H伸（单桥）

3570

〜3450

3.03

强

钝峰（稀释无影响）

0H弯或C—0

2.80〜

伸

0H弯（面内）

〜1400

2.90

强

伯醇（饱和）

C-0伸

1250

〜1000

强

0H弯（面内）

〜1400

强

仲醇（饱和）

C-0伸

1125

〜1000

〜7.14

强

0H弯（面内）

〜1400

8.00〜

强

叔醇（饱和）

C-0伸

1210〜1100

10.00

强

0H弯（面内）

1390

〜1330

〜7.14

中

酚类（①0H

①—0伸

1260

〜1180

8.89〜

强

10.00

〜7.14

8.26〜

9.09

7.20〜

7.52

7.94〜

8.47

六、醚类

C-0—C伸

1270

〜1010

7.87〜

强

或标C—0伸

9.90

脂链醚

C-0—C伸

1225

〜1060

8.16〜

强

脂环醚

C-0-C伸（反称）

1100

〜1030

9.43

强

C-0-C伸（对称）

980〜900

9.09〜

强

芳醚

=C—0—C伸仮称）

1270

〜1230

9.71

强

氧与侧链碳相

（氧与芳环相连）

=C-0"C伸（对称）

1050

〜1000

10.20〜

中

连的芳醚同脂

CH伸

〜2825

11.11

弱

醚

7.87〜

0—CH的特征

8.13

峰

9.52〜

10.00

〜3.53

七、醛类

CH伸

2850

〜2710

3.51〜

弱

一般〜2820

（—CHO

C=0伸

1755

〜1665

3.69

很强

及〜2720cm1两

个带

CH弯（面外）

975〜780

5.70〜

中

6.00

10.2〜

12.80

饱和脂肪醛

C=0伸

〜1725

〜5.80

强

a,3-不饱和醛

C=0伸

〜1685

〜5.93

强

芳醛

C=0伸

〜1695

〜5.90

强

八、酮类

C=0伸

1700〜1630

5.78〜

极强

C-C伸

1250〜1030

6.13

弱

、C二0

X

泛频

3510〜3390

8.00〜

很弱

9.70

2.85〜

1

1

2.95

脂酮

饱和链状酮

C=0伸

1725〜1705

5.80〜

强

a,3-不饱和

C=0伸

1690〜1675

5.86

强

C=0与C=C共

酮

C=0伸

5.92〜

强

轭向低频移动

1640〜1540

5.97

谱带较宽

3二酮

C=0伸

1700〜1630

强

芳酮类

C=0伸

1690〜1680

6.10〜

强

Ar—CO

6.49

5.88〜

6.14

5.92〜

5.95

二芳基酮

C=0伸

1670〜1660

5.99〜

强

1-酮基-2-羟