各类物质的红外吸收峰.doc

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CH3F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—（CH2）n—链节，n大于或等于4时，在722 cm-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、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，可借以判断双键取代情况和构型。 RHC=CH2 995~985cm-1（=CH，S） 915~905 cm-1（=CH2，S） R1R2C=CH2 895~885 cm-1（S） （顺）-R1CH=CHR2 ~690 cm-1 （反）-R1CH=CHR2 980~965 cm-1（S） R1R2C=CHR3 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） 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-