各类有机物的红外吸收峰

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1 第四节各类有机化合物红外吸收光谱

σ伸缩振动，δ面内弯曲振动，γ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、σC-H 在2975—2845 cm -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、δC-H 在1460 cm -1和1380 cm -1处有特征吸收，前者归因于甲基及亚甲基C-H 的σas ，后者归因于甲基 C-H 的σs 。1380 cm -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1380 cm -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CH 3F 中此峰移至1475 cm -1。

异丙基 1380 cm -1 裂分为两个强度几乎相等的两个峰 1385 cm -1、1375 cm -1 叔丁基 1380 cm -1 裂分1395 cm -1 、1370cm -1两个峰，后者强度差不多是前者的两倍，在1250 cm -1、1200 cm -1附近出现两个中等强度的骨架振动。

3、σC-C 在1250—800 cm -1范围内，因特征性不强，用处不大。

4、γC-H 分子中具有—（CH 2）n —链节，n 大于或等于4时，在722 cm -1有一个弱吸收峰，随着CH 2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、σC=C-H 烯烃双键上的C-H 键伸缩振动波数在3000 cm -1以上，末端双键氢在3075—3090 cm -1有强峰最易识别。

2、σC=C 吸收峰的位置在1670—1620 cm -1。随着取代基的不同，σC=C 吸收峰的位置有所不同，强度也发生变化。

3、δC=C-H 烯烃双键上的C-H 键面内弯曲振动在1500—1000 cm -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—700 cm -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C=CH 2

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断双键取代情况和构型。

RHC=CH 2 995~985cm -1（=CH ，S ） 915~905 cm -1（=CH 2，S ） R 1R 2C=CH 2 895~885 cm -1（S ）

（顺）-R 1CH=CHR 2 ~690 cm -1 （反）-R 1CH=CHR 2 980~965 cm -1（S ） R 1R 2C=CHR 3 840~790cm -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、σ 该振动吸收非常特征，吸收峰位置在3300—3310 cm -1，中等强度。σN-H 值与σC-H 值相同，但前者为宽峰、后者为尖峰，易于识别。

2、σ一般 键的伸缩振动吸收都较弱。一元取代炔烃 σ出现在2140—2100 cm -1，二元取代炔烃在2260—2190 cm -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，σ为红外非活性。

3、σ 炔烃变形振动发生在680—610 cm -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、σAr-H 芳环上C-H 吸收频率在3100~3000 cm -1附近，有较弱的三个峰，特征性不强，与烯烃的σC=C-H 频率相近，但烯烃的吸收峰只有一个。

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

3、δAr-H 芳烃的C-H 变形振动吸收出现在两处。1275—960 cm -1为δAr-H ，由于吸收较弱，易受干扰，用处较小。另一处是900—650 cm -1的δAr-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，δAr-H 频率越高，见表3-10。若在1600—2000 cm -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 770~730 cm -1（VS ），710~690 cm -1（S ） 1,2-二取代苯 770~735 cm -1（VS ） C C H C C C C

RC CH C C

C C

C C H

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1,3-二取代苯810~750 cm-1（VS）,725~680 cm-1（m~S）

1,4-二取代苯860~800 cm-1（VS）

五、卤化物

随着卤素原子的增加，σC-X降低。如C-F（1100~1000 cm-1）；C-Cl（750~700 cm-1）；C-Br（600~500 cm-1）；C-I（500~200 cm-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O-H和C-O键的振动频率。1、σO-H一般在3670~3200 cm-1区域。游离羟基吸收出现在3640~3610 cm-1，峰形尖锐，无干扰，极易识别（溶剂中微量游离水吸收位于3710 cm-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3550~3200 cm-1。

1,2-环戊二醇顺式异构体P47

0.005mol/L (CCl4) 3633 cm-1（游离），3572 cm-1（分子内氢键）。

0.04mol/L (CCl4) 3633 cm-1（游离），3572 cm-1（分子内氢键）~3500cm-1(分子间氢键)。

2、σC-O和δO-H C-O键伸缩振动和O-H面内弯曲振动在1410—1100 cm-1处有强吸收，当无其它基团干扰时，可利用σC-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1150~1060cm-1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σC-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），σC=O在1750~1680cm-1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

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