如何分析红外光谱.docx

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如何分析红外光谱

如何分析已经拿到手的红外谱图

可以按如下步骤来：

（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-0）/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），

0：

化合价为1价的原子个数（主要是H原子），

例如：

比如苯：

C6H6，不饱和度=6+1+（0-6）/2=4,3个双键加一个环，正好为4个不饱和度；

（2）分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000cm-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2250~1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中：

炔2200~2100cm-1

烯1680~1640cm-1

芳环1600,1580,1500,1450cm-1

若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm-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=0,0-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2820,2720和1750〜仃00cm-1的三个峰，说明醛基的存在。

至此,分析基本搞定,剩下的就是背一些常见常用的健值了！

1.烷烃：

C-H伸缩振动（3000-2850cm-1）

C-H弯曲振动（1465-1340cm-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（3100〜3010cm-1）

C=C伸缩（1675〜1640cm-1）

烯烃C-H面外弯曲振动（1000〜675cm-1）。

3.炔烃：

伸缩振动（2250〜2100cm-1）

炔烃C-H伸缩振动（3300cm-1附近）。

4.芳烃：

3100〜3000cm-1芳环上C-H伸缩振动

1600〜1450cm-1C=C骨架振动

880〜680cm-1C-H面外弯曲振动芳香化合物重要特征：

一般在1600,1580,1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。

880〜680cm-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,

O-H自由羟基O-H的伸缩振动：

3650〜3600cm-1,为尖锐的吸收峰，

分子间氢键O-H伸缩振动：

3500~3200cm-1，为宽的吸收峰；

C-O伸缩振动：

1300~1000cm-1

O-H面外弯曲：

769-659cm-1

6.醚特征吸收：

1300~1000cm-1的伸缩振动

脂肪醚：

1150〜1060cm-1一个强的吸收峰

芳香醚：

两个C-O伸缩振动吸收：

1270〜1230cm-1（为Ar-O伸缩）1050~1000cm-1（为R-O伸缩）

7.醛和酮：

醛的主要特征吸收：

仃50~1700cm-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：

3300~2500cm-1宽，强的O-H伸缩吸收

1720~1706cm-1C=O吸收

1320~1210cm-1C-O伸缩

920cm-1成键的O-H键的面外弯曲振动

9•酯：

饱和脂肪族酯（除甲酸酯外）的C=O吸收谱带：

仃50~1735c

m-1区域饱和酯C-C（=0）-0谱带：

1210~1163cm-1区域为强吸收

10.胺：

3500~3100cm-1，N-H伸缩振动吸收

1350~1000cm-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：

1640~156

0cm-1，面外弯曲振动在900~650cm-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

脂肪族腈2260-2240cm-1

芳香族腈2240-2222cm-1

12.酰胺：

3500-3100cm-1N-H伸缩振动

1680-1630cm-1C=O伸缩振动

1655-1590cm-1N-H弯曲振动

1420-1400cm-1C-N伸缩

13.有机卤化物：

C-X伸缩脂肪族

C-F1400-730cm-1

C-CI850-550cm-1

C-Br690-515cm-1

C-I600-500cm-1

红外谱图解析

应该对各官能团的特征吸收熟记于心（我自己常常记不牢，估计是老了，唉！

），因为官能团特征吸收是解析谱图的基础。

对一张已经拿到手的红外谱图：

（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），

我以前本科上谱学导论时老师给过公式，但字母都被我改了:

F、T、

O分别是英文4,31的

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首字母，这样我记起来就不会忘了：

）。

举个例子：

比如苯：

C6H6，不饱和度=6+1+（0-6）/2=4,3个双键加一个环，正好为4个不饱和度；

（2）分析3300〜2800cm^1区域C-H伸缩振动吸收；以3000cmA-1为界:

高于3000cmA-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3000cmA-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收；

（3）若在稍高于3000cmA-1有吸收，则应在2250~1450cmA-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中：

炔2200〜2100cmA-1烯1680〜1640cmA-1芳环1600,1580,1500,14

50cmA-1

若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650

cmA-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2820,2720和仃50~1700cmA-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，这里就不唠叨了。

这是

一个令人头疼的问题，有事没事就记一两个吧：

1.烷烃：

C-H伸缩振动（3000-2850cm^1）C-H弯曲振动（1465-1340cmA-1）一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm"以下，接近3000cm"1的频率吸收。

2.烯烃：

烯烃C-H伸缩（3100〜3010cmA-1）C=C伸缩（1675〜1640cmA-1）烯烃C-H面外弯曲振动（1000〜675cmA1）。

3.炔烃：

伸缩振动（2250〜2100cmA-1）炔烃C-H伸缩振动（3300cmA-1附近）。

4.芳烃：

3100~3000cmA-1芳环上C-H伸缩振动1600~1450cmA-1C=C骨架振动880~680cmA-1C-H面外弯曲振动

芳香化合物重要特征：

一般在1600,1580,1500和1450cmA-1可能出现强度不等的4个峰。

880〜680cmA-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，

O-H自由羟基O-H的伸缩振动：

3650〜3600cmA-1,为尖锐的吸收峰，分子间氢键O-H伸缩振动：

3500〜3200cmA-1,为宽的吸收峰；C-O伸

缩振动：

1300〜1000cmA-1

O-H面外弯曲:

769-659cmA-1

6.醚:

特征吸收：

1300〜1000cmA-1的伸缩振动，

脂肪醚：

1150〜1060cmA-1—个强的吸收峰芳香醚：

两个C-O伸缩

振动吸收：

1270〜1230cmA-1（为Ar-O伸缩）1050〜1000cmA-1（为R-O伸缩）

7.醛和酮:

醛的主要特征吸收：

仃50〜1700cm"（C=0伸缩）2820,2720cmA-1（醛基C-H伸缩）

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脂肪酮:

1715cmA-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:

3300〜2500cmA-1宽，强的O-H伸缩吸收仃20~1706cmA-1C=O吸收1320~1210cmA-1C-0伸缩920cmA-1成键的O-H键的面外弯曲振动

9.酯:

饱和脂肪族酯（除甲酸酯外）的C=O吸收谱带:

1750~仃35cmA-1区域饱和酯C-C（=O）-O谱带:

1210~1163cmA-1区域，为强吸收

10.胺：

3500~3100cmA-1,N-H伸缩振动吸收1350~1000cmA-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：

1640〜1560cmA-1,面外弯曲振动在900~650cmA-1.

11腈:

腈类的光谱特征：

三键伸缩振动区域，有弱到中等的吸收脂肪

族腈2260-2240cmA-1芳香族腈2240-2222cmA-1

12.酰胺:

3500-3100cmA-1N-H伸缩振动1680-1630cmA-1C=O伸缩振动1655-1590cmA-1N-H弯曲振动1420-1400cmA-1C-N伸缩

13.有机卤化物:

C-X伸缩脂肪族C-F1400-730cmA-1C-Cl850-5

50cmA-1C-Br690-515cmA-1C-I600-500cmA-1

红外谱图解析基本知识基团频率区中红外光谱区可分成4000cm-1

〜1300（1800）cm-1禾口1800（1300）cm-1〜600cm-1两个区域。

最有分析价值的基团频率在4000cm-1〜1300cm-1之间，这一区域

称为基团频率区、官能团区或特征区。

区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团。

在1800cm-1（130

0cm-1）~600cm-1区域内，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带。

这种振动基团频率和特征吸收峰与整个分子的结构有关。

当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征。

这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。

指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。

基团频率区可分为三个区域

（1）4000~2500cm-1X-H伸缩振动区，X

可以是0、N、C或S等原子。

O-H基的伸缩振动出现在3650~3200cm-1范围内，它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。

当醇和酚溶于非极性溶剂（如CC14），浓度于0.01mol.dm-3时，在3650~3580cm-1处出现游离O-H基的伸缩振动吸收，峰形尖锐，且没有其它吸收峰干扰，易于识别。

当试样浓度增加时，羟基化合物产生缔合现象，O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移，在3400~3200

cm-1出现一个宽而强的吸收峰。

胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3

500〜3100cm-1，因此，可能会对O-H伸缩振动有干扰。

C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种：

饱和的C-H伸缩振动出现在3000c

m-1以下，约3000~2800cm-1，取代基对它们影响很小。

女口-CH3基的伸缩吸收出现在2960cm-1和2876cm-1附近；R2CH2基的吸收在2930cm-1和2850cm-1附近；R3CH基的吸收基出现在2890cm-1附近，但强度很弱。

不饱和的C-H伸缩振动出现在3000cm-1以上，以此来判别化合物中是否含有不饱和的C-H键。

苯环的C-H键伸缩振动

出现在3030cm-1附近，它的特征是强度比饱和的C-H浆键稍弱，但

谱带比较尖锐。

不饱和的双键二C-H的吸收出现在3010~3040cm-1范围内，末端二CH2的吸收出现在3085cm-1附近。

叁键0CH上的C-H伸缩振动出现在更高的区域（3300cm-1）附近。

（2）2500〜1900

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cm-1为叁键和累积双键区，主要包括-CoC、-CoN等叁键的伸缩振动，

以及-C=C=C、-C=C=O等累积双键的不对称性伸缩振动。

对于炔烃类化合物，可以分成R-CoCH和RQCOC-R两种类型：

R-CoCH的伸缩振动出现在2100〜2140cm-1附近；Rg-CoC-R出现在2190~2260cm-1

附近；R-CoC-R分子是对称，则为非红外活性。

-CoN基的伸缩振动在非共轭的情况下出现2240~2260cm-1附近。

当与不饱和键或芳香核共轭时，该峰位移到2220~2230cm-1附近。

若分子中含有C、H、N原子，-con基吸收比较强而尖锐。

若分子中含有O原子，且O原子离-

Con基越近，-Con基的吸收越弱，甚至观察不到。

（3）1900~1200cm-1为双键伸缩振动区该区域重要包括三种伸缩振动：

C=O伸缩振动出现在1900~1650cm-1，是红外光谱中特征的且往往是最强的吸收，以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类以及酸酐等有机化合物。

酸酐的羰基吸收带由于振动耦合而呈现双峰苯的衍生物的泛频谱带，出现在2000~1650cm-1范围，是C-H面外和C=C面内变形振动的泛频吸收，虽然强度很弱，但它们的吸收面貌在表征芳核取代类型上有一定的作用。

指纹区

（1）1800（1300）cm-1〜900cm-1区

域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、P-O、Si-O等单键的伸缩振动和C=s、S=o、P=O等双键的伸缩振动吸收。

其中：

1375cm-1的谱带为甲

基的dC-H对称弯曲振动，对识别甲基十分有用，C-O的伸缩振动在13

00〜1000cm-1，是该区域最强的峰，也较易识别。

（2）900〜650cm-1区域的某些吸收峰可用来确认化合物的顺反构型。

利用上区域中苯环的C-H面外变形振动吸收峰和2000~1667cm-1区域苯的倍频或组合频吸收峰，可以共同配合确定苯环的取代类型。

水峰一般在3400-3600，1630，500以下。

醇O-H的峰一般比较钝，

酚的O-H—般比较尖锐。

水峰中，游离水的O-H在3580-3670是尖峰；3550-3230为氢键缔合的O-H峰，一般峰形宽，振动频率与浓度无关。

检出限公式为：

DL=3Sb/K。

一般检出限的测定方法是用空白溶液进行多次的反复测定，求出噪音的标准偏差Sb，然后将其和分析校正曲线的K