1、16:31:50第十八章第十八章第十八章第十八章第十八章第十八章 紅外吸收光譜紅外吸收光譜紅外吸收光譜紅外吸收光譜紅外吸收光譜紅外吸收光譜分析法分析法分析法分析法分析法分析法一一、紅外光譜的基團頻率、紅外光譜的基團頻率group frequency in IR二、分子結構與吸收峰二、分子結構與吸收峰molecular structure and absorption peaks三、影響峰位移的因素三、影響峰位移的因素factors influenced peak shift 四、不飽和度四、不飽和度degree of unsaturation第二節第二節第二節第二節第二節第二節 紅外光譜與分子

2、結構紅外光譜與分子結構紅外光譜與分子結構紅外光譜與分子結構紅外光譜與分子結構紅外光譜與分子結構infrared absorption spec-troscopy，IRinfrared spectroscopy and molecular structure 16:31:51一、紅外吸收光譜的特征性一、紅外吸收光譜的特征性一、紅外吸收光譜的特征性一、紅外吸收光譜的特征性一、紅外吸收光譜的特征性一、紅外吸收光譜的特征性 group frequency in IRgroup frequency in IRgroup frequency in IR 與一定結構單元相聯系的、在一定范圍內出現的化學鍵與一

3、定結構單元相聯系的、在一定范圍內出現的化學鍵振動頻率振動頻率基團特征頻率（特征峰）基團特征頻率（特征峰）；例：例： 2800 3000 cm-1 CH3 特征峰特征峰； 1600 1850 cm-1 C=O 特征峰特征峰；基團所處化學環境不同，特征峰出現位置變化：基團所處化學環境不同，特征峰出現位置變化：CH2COCH2 1715 cm-1 酮酮CH2COO 1735 cm-1 酯酯CH2CONH 1680 cm-1 酰胺酰胺16:31:51紅外光譜信息區紅外光譜信息區紅外光譜信息區紅外光譜信息區紅外光譜信息區紅外光譜信息區常見的有機化合物基團頻率出現的范圍：常見的有機化合物基團頻率出現的范圍

4、：4000 670 cm-1依據基團的振動形式，分為四個區：依據基團的振動形式，分為四個區：(1)4000 2500 cm-1 XH伸縮振動區（伸縮振動區（X=O，N，C，S）(2)2500 1900 cm-1 三鍵，累積雙鍵伸縮振動區三鍵，累積雙鍵伸縮振動區(3)1900 1200 cm-1 雙鍵伸縮振動區雙鍵伸縮振動區(4)1200 670 cm-1 XY伸縮，伸縮， XH變形振動區變形振動區16:31:51二、分子結構與吸收峰二、分子結構與吸收峰二、分子結構與吸收峰二、分子結構與吸收峰二、分子結構與吸收峰二、分子結構與吸收峰 molecular structure and absorpt

5、ion peaksmolecular structure and absorption peaksmolecular structure and absorption peaks1 XH伸縮振動區（伸縮振動區（4000 2500 cm-1 ）（1）OH 3650 3200 cm-1 確定確定 醇、酚、酸醇、酚、酸 在非極性溶劑中，濃度較小（稀溶液）時，峰形尖銳，強吸收；當濃度較大時，發生締合作用，峰形較寬。注意區分NH伸縮振動：3500 3100 cm-1 16:31:51（3）不飽和碳原子上的）不飽和碳原子上的=CH（ CH ） 苯環上的CH 3030 cm-1 =CH 3010 2260

6、cm-1 CH 3300 cm-1 （2 2 2）飽和碳原子上的）飽和碳原子上的）飽和碳原子上的）飽和碳原子上的）飽和碳原子上的）飽和碳原子上的C C CHH H3000 cm-1 以上 CH3 2960 cm-1 反對稱伸縮振動 2870 cm-1 對稱伸縮振動 CH2 2930 cm-1 反對稱伸縮振動 2850 cm-1 對稱伸縮振動 CH 2890 cm-1 弱吸收3000 cm-1 以下16:31:512 叁鍵（叁鍵（C C）伸縮振動區伸縮振動區（2500 1900 cm-1 ）在該區域出現的峰較少；在該區域出現的峰較少；（1）RC CH （2100 2140 cm-1 ） RC C

7、R （2190 2260 cm-1 ） R=R 時，無紅外活性時，無紅外活性（2）RC N （2100 2140 cm-1 ） 非共軛非共軛 2240 2260 cm-1 共軛共軛 2220 2230 cm-1 僅含僅含C、H、N時：峰較強、尖銳；時：峰較強、尖銳；有有O原子存在時；原子存在時；O越靠近越靠近C N，峰越弱；峰越弱；16:31:513 雙鍵伸縮振動區（雙鍵伸縮振動區（ 1900 1200 cm-1 ）（1） RC=CR 1620 1680 cm-1 強度弱，強度弱， R=R（對稱對稱）時，時，無紅外活性。無紅外活性。（2）單核芳烴）單核芳烴 的的C=C鍵伸縮振動（鍵伸縮振動（1

8、626 1650 cm-1 ）16:31:51苯衍生物的苯衍生物的C=C 苯衍生物在苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出現出現 C-H和和C=C鍵的面內鍵的面內變形振動的泛頻吸收（強度弱），可用來判斷取代基位置。變形振動的泛頻吸收（強度弱），可用來判斷取代基位置。2000160016:31:51（3）C=O （1850 1600 cm-1 ） 碳氧雙鍵的特征峰，強度大，峰尖銳。碳氧雙鍵的特征峰，強度大，峰尖銳。飽和醛飽和醛(酮酮)1740-1720 cm-1 ；強、尖；不飽和向低波移動；強、尖；不飽和向低波移動；醛，酮的區分？醛，酮的區分？16:31:51酸酐的酸酐的C=O 雙吸收峰：

9、18201750 cm-1 ，兩個羰基振動偶合裂分； 線性酸酐：兩吸收峰高度接近，高波數峰稍強； 環形結構：低波數峰強；羧酸的羧酸的C=O 18201750 cm-1 ， 氫鍵，二分子締合體；16:31:514. XY，XH 變形振動區變形振動區 1650 cm-1 指紋區指紋區(1350 650 cm-1 ) ,較復雜。較復雜。 C-H，N-H的變形振動；的變形振動； C-O，C-X的伸縮振動；的伸縮振動； C-C骨架振動等。精細結構的區分。骨架振動等。精細結構的區分。 順、反結構區分；順、反結構區分；16:31:51基團吸收基團吸收基團吸收基團吸收基團吸收基團吸收帶數據帶數據帶數據帶數據帶

10、數據帶數據基基團團吸吸收收帶帶數數據據r， （反反）r r活活潑潑氫氫不不飽飽和和氫氫飽飽和和氫氫三三鍵鍵雙雙鍵鍵伸伸縮縮振振動動變變形形振振動動含含氫氫化化學學鍵鍵特特征征吸吸收收帶帶（伸伸縮縮振振動動）指指紋紋吸吸收收帶帶伸伸縮縮振振動動變變形形振振動動16:31:52常見基團的紅外吸收帶常見基團的紅外吸收帶特征區特征區指紋區指紋區500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HC NC=NS-HP-HN-O N-NC-FC-XO-HO-H（氫鍵）氫鍵）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HC CC=C16:31:521 1內部因素內部因素（1）電子效

11、應）電子效應a誘導效應誘導效應：吸電子基團使吸收峰向高頻方向移動（蘭移）三、影響峰位變化的因素三、影響峰位變化的因素三、影響峰位變化的因素三、影響峰位變化的因素三、影響峰位變化的因素三、影響峰位變化的因素 molecular structure and absorption peaksmolecular structure and absorption peaksmolecular structure and absorption peaks化學鍵的振動頻率不僅與其性質有關，還受分子的內部結構和外部因素影響。相同基團的特征吸收并不總在一個固定頻率上。R-COR C=0 1715cm-1 ; R

12、-COH C=0 1730cm -1 ；R-COCl C=0 1800cm-1 ; R-COF C=0 1920cm-1 ; F-COF C=0 1928cm-1 ; R-CONH2 C=0 1920cm-1 ;16:31:52共軛效應共軛效應共軛效應共軛效應共軛效應共軛效應COH3CCH3COCH3COCH3CO1715168516851660cm -1cm -1cm -1cm -116:31:52（）空間效應（）空間效應（）空間效應（）空間效應（）空間效應（）空間效應C H3060-3030 cm-12900-2800 cm-1C HC HC HC H1576cm-11611cm-1164

13、4cm- 11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-12222空間效應空間效應：場效應；空間位阻；環張力16:31:522.2.2.2.2.2.氫鍵效應氫鍵效應氫鍵效應氫鍵效應氫鍵效應氫鍵效應 (分子內氫鍵；分子間氫鍵)：對峰位，峰強產生極明顯影響，使伸縮振動頻率向低波數方向移動OCH3OCOH3CHHO3705-31252835O- H伸 縮 cm-1 cm-1RHNORNHOHHC=ON-HN-H伸縮伸縮變形游離氫鍵16903500165034001620-15901650-1620 cm-1 cm-1 cm-1 cm-116:31:52四、不飽和度四、不飽和度四、不

14、飽和度四、不飽和度四、不飽和度四、不飽和度 degree ofdegree ofdegree of unsaturation unsaturation unsaturation 定義：定義： 不飽和度是指分子結構中達到飽和所缺一價元素不飽和度是指分子結構中達到飽和所缺一價元素的的“對對”數。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個氫原子，不飽數。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個氫原子，不飽和度為和度為1。 計算：計算： 若分子中僅含一，二，三，四價元素（若分子中僅含一，二，三，四價元素（H，O，N，C），），則可按下式進行不飽和度的計算：則可按下式進行不飽和度的計算： = （2 + 2n4 + n3 n1 ）/ 2 n4 ， n3 ， n1 分別為分子中四價，三價，一價元素數目。分別為分子中四價，三價，一價元素數目。 作用：作用： 由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環，芳環的數目，驗證譜圖解析的正確性。三鍵，環，芳環的數目，驗證譜圖解析的正確性。例：例： C9H8O2 = （2 +2 9 8 ）/ 2 = 616:31:52 內容選擇：內容選擇：內容選擇：內容選擇：內容選擇：內容選擇：結束結束結束結束結束結束第一節第一節 紅外基本原理紅外基本原理basic principle of Infrared absorpti