(优选)第三节有机化合物红外光谱谱图的基本特征
有机化合物结构分析-红外光谱法
H C C R2 C C R3 H R3 C C R4
R2 H H
υ
（C=C）
1680-1665 cm-1
弱，尖 分界线
1660cm-1
1660-1620cm-1
中强，尖
亚乙烯基烯
总结
ⅰ 分界线1660cm-1 ⅱ 顺强，反弱
ⅲ 四取代（不与O，N等相连）无υ
ⅳ 端烯的强度强
（C=C）峰
ⅴ共轭使υ
下降20-30 cm-1 （C=C）
H C C R R1 C C R2
υ υ
C C
2120cm-1 （弱） 2220 cm-1 （弱）
C C
c) C-H 面外变形振动 (1000-700 cm-1 )
R2 C C H H C C H C C H
890 cm-1（强） 690 cm-1
C=O …
C-N …
红外光谱的八个峰区
各类有机化合物红外吸收光谱
1．烷烃
3000cm-1
CH3，CH2，CH
δ
CH3
1460 cm-1 as
重 叠
CH2
CH2
δ s1380 cm-1 δ s1465 cm-1
r 720 cm-1（面内摇摆）
-（CH2）nn
CH2 对称伸缩 2855cm-1 CH3 对称伸缩 2875cm-1 CH2不对称伸缩2925cm-1 CH3不对称伸缩2960cm-1
H2O的伸缩振动 水（气态）3950 ~3500cm-1； 水（液态） 3400cm-1 ， H2O的弯曲振动 2000-1300cm-1 1640cm-1
宽峰
一系列尖锐的吸收峰，振-转谱带
各类化合物的红外光谱特征讲解
各类化合物的红外光谱特征讲解红外光谱是一种广泛应用于化学、生物、材料科学等领域的分析技术，通过检测样品吸收或散射的红外辐射来获取样品的结构信息。
不同类型的化合物在红外光谱中表现出不同的特征，下面将分别讲解有机化合物、无机化合物和生物大分子的红外光谱特征。
1.有机化合物有机化合物在红外光谱中显示出多个特征峰，主要包括C-H伸缩振动和C=O伸缩振动。
C-H伸缩振动出现在2800-3000 cm-1的范围内，不同类型的C-H键有不同的峰位，例如烷基的C-H伸缩振动通常在2850-3000 cm-1之间，而芳香族的C-H伸缩振动在3000-3100 cm-1之间。
C=O伸缩振动出现在1650-1800 cm-1的范围内，不同类型的C=O键有不同的峰位，酮和醛的C=O伸缩振动通常在1700-1750 cm-1之间，羧酸的C=O伸缩振动在1700-1725 cm-1之间。
除了C-H伸缩和C=O伸缩振动，有机化合物还表现出其他特征峰。
N-H伸缩振动通常出现在3100-3500 cm-1之间，-O-H伸缩振动通常出现在3200-3600 cm-1之间。
C-C键伸缩振动和C-C键弯曲振动出现在1200-1700 cm-1之间，其峰位和强度可以提供有关分子结构和取代基的信息。
2.无机化合物无机化合物的红外光谱特征主要来自于它们的晶格振动。
晶体振动通常发生在低频区域，比如300-400 cm-1之间的范围。
晶体振动提供了关于化学键的存在和类型的信息，比如金属-氧化物和金属-氮化物的化学键常常表现出特征峰。
此外，一些无机离子的拉曼活动频率也可以通过红外光谱观察到。
3.生物大分子生物大分子包括蛋白质、核酸和糖类等，它们在红外光谱中显示出独特的特征。
蛋白质和核酸的红外光谱特征主要来自于其各种化学键的振动。
蛋白质中的肽键C=O伸缩振动通常在1650-1675 cm-1之间，背景中峰位较强。
糖类的伸缩振动一般在1000-1200 cm-1之间，不同类型的糖类有不同的峰位和强度。
仪器分析实验有机化合物的红外光谱分析解读
仪器分析实验有机化合物的红外光谱分析 2015年4月21日有机化合物的红外光谱分析开课实验室：环境资源楼312【实验目的】1、初步掌握两种基本样品制备技术及傅里叶变换光谱仪器的简单操作；2、通过谱图解析及网上标准谱图的检索，了解由红外光谱鉴定未知物的一般过程；3、掌握有机化合物红外光谱测定的制样方法，回顾基础有机化学光谱的相关知识。
【基本原理】• 原理概述：物质分子中的各种不同基团，在有选择地吸收不同频率的红外辐射后，发生振动能级之间的跃迁，形成各自独特的红外吸收光谱。
据此，可对物质进行定性和定量分析。
特别是对化合物结构的鉴定，应用更为广泛。
• 红外吸收法：类型：吸收光谱法；原理：电子的跃迁：电子由于受到光、热、电等的激发，从一个能级转移到另一个能级的现象。
这是因为分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。
当这些电子有选择地吸收了不同频率的红外辐射的能量，发生振动能级之间的跃迁，形成各自独特的红外吸收光谱。
据此，可对化合物进行定性和定量分析；条件：分子具有偶极矩。
【仪器与试剂】1、仪器：傅里叶变换红外光谱仪（德国Bruker公司，TENSOR 27型; 美国Thermo Fisher 公司， Nicolet 6700型）；压片机；玛瑙研钵；红外灯。
2、试剂：NaCl窗片、KBr晶体，待分析试样液体及固体。
【实验步骤】1、样品制备（1）固体样品：KBr压片法在玛瑙研钵将KBr晶体充分研磨后加入其量5%左右的待测固体样品，混合研磨直至均匀。
在一个具有抛光面的金属模具上放一个圆形纸环，用刮勺将研磨好的粉末移至环中，盖上另一块模具，放入油压机中进行压片。
KBr压片形成后，若已透明，可用夹具固定测试；（2）液体样品：液膜法取一对NaCl窗片，用刮勺沾取液体滴在一块窗片上，然后用另一块窗片覆盖在上面，形成一个没有气泡的毛细厚度薄膜，用夹具固定，即可放入仪器光路中进行测试，此法适用于高沸点液体样品。
各类化合物的红外光谱特征
各类化合物的红外光谱特征红外光谱是一种常用的分析技术，可以用于识别和表征不同化合物的结构和功能团。
不同类型的化合物在红外光谱中显示出特定的吸收峰，这些峰对应于特定的振动模式和化学键。
有机化合物的红外光谱特征：1. 烷烃：烷烃的红外光谱特征主要包括C-H伸缩振动峰和C-H弯曲振动峰。
在3000-2850 cm-1区域，烷烃显示出强的C-H伸缩振动峰。
在1450-1375 cm-1区域，烷烃显示出C-H弯曲振动峰。
2. 卤代烃：卤代烃的红外光谱特征主要包括C-X伸缩振动峰和C-H弯曲振动峰。
在3000-2850 cm-1区域，卤代烃显示出C-H伸缩振动峰。
在700-600 cm-1区域，卤代烃会显示出C-X伸缩振动峰（X表示卤素）。
3. 醇：醇的红外光谱特征主要包括O-H伸缩振动峰和C-O伸缩振动峰。
在3650-3200 cm-1区域，醇显示出非常强的O-H伸缩振动峰。
在1050-1000 cm-1区域，醇会显示出C-O伸缩振动峰。
4. 酸：酸的红外光谱特征主要包括O-H伸缩振动峰和C=O伸缩振动峰。
在3650-3200 cm-1区域，酸显示出非常强的O-H伸缩振动峰。
在1750-1690 cm-1区域，酸会显示出C=O伸缩振动峰。
5. 醛和酮：醛和酮的红外光谱特征主要包括C=O伸缩振动峰和C-H伸缩振动峰。
在1750-1690 cm-1区域，醛和酮会显示出强的C=O伸缩振动峰。
在3000-2850 cm-1区域，醛和酮显示出C-H伸缩振动峰。
6. 酯：酯的红外光谱特征主要是C=O伸缩振动峰和C-O伸缩振动峰。
在1750-1690 cm-1区域，酯显示出强的C=O伸缩振动峰。
在1250-1100 cm-1区域，酯会显示出C-O伸缩振动峰。
7. 醚：醚的红外光谱特征主要是C-O伸缩振动峰。
在1250-1100cm-1区域，醚会显示出C-O伸缩振动峰。
8. 腈：腈的红外光谱特征主要是C≡N伸缩振动峰。
在2250-2100cm-1区域，腈会显示出C≡N伸缩振动峰。
4-3红外光谱解析
面外变形（=C-H） 1000-700 cm-1 （有价值）
（=C-H）
R1
H
CC
970 cm-1（强）
H
R2
R1
R3 CC
790-840 cm-1
R2
H （820 cm-1）
R1
R2 （=C-H）
H
CC H
800-650 cm-1 （690 cm-1）
R1 C C H 990 cm-1
H
H 910 cm-1 （强）
1195 cm-1
C H3 C C H3 CH
3
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
1:2 1250 cm-1
c) CH2面外变形振动—(CH2)n—，证明长碳链的存在。 n=1 770~785 cm-1 （中 ） n=2 740 ~ 750 cm-1 （中 ）
n=3 730 ~740 cm-1 （中 ） n≥ 720 cm-1 （中强 ）
1300cm-1 ~ 910 cm-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、C=S、S=O、P=O等双键 的伸缩振动、部分含氢基团的变形振动吸收。
910 ~ 650 cm-1区域是烯烃、芳烃的C-H的面外弯曲振动吸 收位置，对结构敏感，吸收峰可用来确认化合物的顺反构 型或苯环的取代类型。
第三节 红外光谱解析
一、官能团区和指纹区
红外光谱
官能团区：4000~1300cm-1（1350） 2.5~7.7μm
指纹区：1300~600cm-1（1350~650） 7.7~16.7μm
官能团区：X-H的伸缩振动以及各种双键、叁键的伸缩 振动吸收峰出现的区域，此区域内峰较稀疏，是鉴定 工作最有价值的区域。
有机化合物红外光谱谱图的基本特征
烯烃
3030 cm-1 （弱）=C-H链中烃； 3080（强）=CH2端位烯烃。
1680-1630 -C=C-（弱）
反式：-CH=CH 顺式：-CH=CH
970-960cm-1 770-665cm-1
06:34:30
例2：化合物C6H12的红外光谱如下，写 出其结构式。
06:34:30
在这区域可能还会有另外的吸收出现。 （a）间位二取代在725~680cm-1有强吸收。 (b)1、2、3-三取代化合物另外在745~705cm-1有
强吸收。 （c）1、3、5 - 三取代化合物另外在755~675cm-1
有强吸收。
06:34:30
芳烃
• 3030、1600、1580、 1500、1450.
• 解：
06:34:30
壬烯
06:34:30
06:34:30
1-己烯的红外光谱图
06:34:30
06:34:30
06:34:30
三、炔烃
• ≡C-H 3300 cm-1 一取代炔烃：
R-C≡C-H 2140 cm-1 -2100cm-1 二取代炔烃： R-C≡C-R 2260 cm-1 -2190 cm-1
在饱和烃中 1380cm-1为烷 基异构化情况；
1460cm-1为烷烃 中的-CH2-，
同时在720cm-1证 明。
饱和烃
例1：化合物C9H20的红外光谱如下，写出 其结构式。
06:34:30
• 解：计算不饱和度：
06:34:30
06:34:30
庚烷CH3(CH2)5CH3的红外光谱图
CH3
06:34:30
• 解：
06:34:30
各类化合物的红外光谱特征讲解
各类化合物的红外光谱特征讲解红外光谱是一种重要的分析技术，可以用于确定化合物的结构和化学键的类型。
在红外光谱图中，横坐标表示波数（单位为cm⁻¹），纵坐标表示吸收强度或透射率。
有机化合物：1. 烷烃：烷烃的红外光谱图通常没有明显的峰。
C-H键的拉伸振动一般在3000-2900 cm⁻¹范围内，C-H键的弯曲振动通常在1450 cm⁻¹附近。
2. 烯烃：烯烃的红外光谱图中通常有一个称为"C=C"伸缩振动的特征峰，在1650-1600 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸振动和弯曲振动与烷烃类似。
3. 芳香烃：芳香烃的红外光谱图中通常有一个称为"C=C"伸缩振动的特征峰，在1600-1475 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸和弯曲振动在3100-3000 cm⁻¹和1500-1000 cm⁻¹范围内。
4. 醇和酚：醇和酚的红外光谱图中通常有一个称为-OH伸缩振动的特征峰，在3500-3200 cm⁻¹范围内。
C-O键的拉伸振动通常在1300-1000 cm⁻¹范围内。
5. 酮：酮的红外光谱图中通常有一个称为"C=O"伸缩振动的特征峰，在1750-1650 cm⁻¹范围内。
C-C和C-H键的伸缩振动可以在3000-2850cm⁻¹范围内观察到。
6. 醛：醛的红外光谱图中通常有一个称为"C=O"伸缩振动的特征峰，在1750-1650 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸振动通常在2850-2700 cm⁻¹范围内。
7. 酸：酸的红外光谱图中通常有一个称为-OH伸缩振动的特征峰，在3500-2500 cm⁻¹范围内。
C=O伸缩振动通常在1800-1600 cm⁻¹范围内。
9. 酯：酯的红外光谱图中通常有一个称为C=O伸缩振动的特征峰，在1750-1735 cm⁻¹范围内。
红外谱图解析基本知识1.红外光谱法的一般特点特征性强、测定快速
红外谱图解析基本知识1.红外光谱法的一般特点特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大。
2.对样品的要求①试样纯度应大于98％，或者符合商业规格Ø这样才便于与纯化合物的标准光谱或商业光谱进行对照Ø多组份试样应预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱互相重叠，难予解析②试样不应含水（结晶水或游离水）水有红外吸收，与羟基峰干扰，而且会侵蚀吸收池的盐窗。
所用试样应当经过干燥处理③试样浓度和厚度要适当使最强吸收透光度在5～20%之间3.定性分析和结构分析红外光谱具有鲜明的特征性，其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。
因此，红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具①已知物的鉴定将试样的谱图与标准品测得的谱图相对照，或者与文献上的标准谱图（例如《药品红外光谱图集》、Sadtler标准光谱、Sadtler商业光谱等）相对照，即可定性使用文献上的谱图应当注意：试样的物态、结晶形状、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同②未知物的鉴定未知物如果不是新化合物，标准光谱己有收载的，可有两种方法来查对标准光谱：A.利用标准光谱的谱带索引，寻找标准光谱中与试样光谱吸收带相同的谱图B.进行光谱解析，判断试样可能的结构。
然后由化学分类索引查找标准光谱对照核实解析光谱之前的准备：Ø了解试样的来源以估计其可能的范围测定试样的物理常数如熔沸点、溶解度、折光率、旋光率等作为定性的旁证Ø Ø根据元素分析及分子量的测定，求出分子式Ø计算化合物的不饱和度Ω，用以估计结构并验证光谱解析结果的合理性解析光谱的程序一般为：A.从特征区的最强谱带入手，推测未知物可能含有的基团，判断不可能含有的基团B.用指纹区的谱带验证，找出可能含有基团的相关峰，用一组相关峰来确认一个基团的存在C.对于简单化合物，确认几个基团之后，便可初步确定分子结构D.查对标准光谱核实③新化合物的结构分析红外光谱主要提供官能团的结构信息，对于复杂化合物，尤其是新化合物，单靠红外光谱不能解决问题，需要与紫外光谱、质谱和核磁共振等分析手段互相配合，进行综合光谱解析，才能确定分子结构。
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例题 判断有无芳烃的存在，并指出其波数。
09:37:16
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例题：化合物C9H12的红外光谱如下，写 出其结构式。
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解：
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例题：下图为一个含有C、H、O的有机化合物的 光谱图，试问： （1）这个化合物是脂肪族还是芳香族？ （2）是醇类还是酮类？ （3）是否含有双键或叁键？
(b)芳香族醚和乙烯基醚： Ph-O-R、Ph-O-Ph和R-C=C-O-R’
1310~1020cm-1为
as COC
强吸收
1075~1020cm-1为
s COC
强度较弱
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（2）一般情况下，只用IR来判别醚是困难的。 因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯类都会 在1100~1250cm-1范围有强的C-O吸收。
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醇：
O-H:3700-3200（变） 游离O-H: 3670-3580 缔合O-H: 3550-3230 OH: 1410-1260（ｗ） C-O: 1250-1000（ｓ） OH: 750-650 (s)
酚：
O-H: 3705-3125(s) C=C: 1650-1430(m)
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(c)C-C环的骨架振动,在720~1250cm-1。
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饱和烃
在饱和烃中 1380cm-1为烷基 异构化情况；
1460cm-1为烷烃中 的-CH2-，
同时在720cm-1证 明。
例1：化合物C9H20的红外光谱如 下，写出其结构式。
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解：计算不饱和度：
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（4）面外变形振动=CH在900-650cm-1，按其位置、吸收峰个 数及强度可以用来判断苯环上取代基个数及取代模式。
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（5）苯环质子的面外变形振动的倍频及组合频在 2000~1650cm-1。也可以用于确定苯环取代类型。
（6）其他 除了上述按邻接氢判断在900~650cm-1的谱带外，在
09:37:16
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七、羰基化合物
酰胺：
1680～1630
羰基：
1710 ～1730
醛 C＝O ～1725(vs) 双峰：υCH：≈2820， ≈2720 （w）
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推测C8H8纯液体
解：1）U =1-8/2+8=5 2）峰归属 3）可能的结构
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H C CH2
五、醇和酚
（1）醇和酚都含有羟基，有三个特征吸收带：OH、 OH和C-O。
（2）羟基的伸缩振动OH在3670~3230cm-1(S)。 游离的羟基OH尖,且大于3600cm-1； 缔合羟基移向低波数，峰加宽，小于3600cm-1。 缔合程度越大，峰越宽，越移向低波数处。 水和NH在此有吸收。
这区域可能还会有另外的吸收出现。 （a）间位二取代在725~680cm-1有强吸收。 (b)1、2、3-三取代化合物另外在745~705cm-1有强
吸收。 （c）1、3、5 - 三取代化合物另外在755~675cm-1有
强吸收。
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芳烃
3030、1600、1580、 1500、1450. 670cm-1苯 看3030、1600～1400 有2～4个吸收峰，可 确定为芳香烃化合物。 从900 cm-1 -650 cm-1 区域出现的峰来确定 取代基的数目和位置。
庚烷CH3(CH2)5CH3的红外光谱图
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CH3
CH
CH2
CH3
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CH
CH3
CH3
红外光谱
二、 烯烃
（1）烯烃有三个特征吸 区 (a)3100~3000cm-1 ， =CH (b)1680~1620cm-1 ， C=C (a) 、(b)用于判断烯键
的存在与否。 (c)l000~650cm-1，烯碳上质子的面外摇摆振动
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解：
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壬烯
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1-己烯的红外光谱图
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三、炔烃
≡C-H 3300 cm-1 一取代炔烃：
R-C≡C-H 2140 cm-1 -2100cm-1 二取代炔烃： R-C≡C-R 2260 cm-1 -2190 cm-1
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例3：化合物C6H10的红 外光谱如下，写出其 结构式。
解：
己炔 HC≡C-CH2-CH2-CH2-CH3
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四、芳香烃
(1)苯环在四个区有其特征吸收：3100～3000、2000～1650、 1625～1450及900～650cm-1.
1-辛醇的红外光谱图
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0Hale Waihona Puke :37:16苯酚的红外光谱图
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六、醚
（1）醚的特征吸收为碳氧碳键的伸缩振动
as CO
C
和 s
。
COC
(a)脂肪族醚(R-O-R)：
脂肪族醚中
s C
O
C
弱。
在 as COC
1150~1050cm-1(S)
（优选）第三节有机化合物红 外光谱谱图的基本特征
➢3000cm-1为分界线： >3000cm-1为不饱和烃 <3000cm-1为饱和烃，另外可能是醇、酚、
胺
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一、饱和烷烃
(a)CH的伸缩振动：基本在2975~2845cm-1之间，包括 甲基、亚甲基和次甲基的对称及不对称伸缩振动。 (b)CH的变形振动：在1460附近、1380附近及 720~810cm-1会出现有关吸收。
=CH，用于判断烯碳上取代类型及顺反异构。
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烯烃
3030 cm-1 （弱）=C-H链中烃； 3080（强）=CH2端位烯烃。
1680-1630 -C=C-（弱）
反式：-CH=CH 顺式：-CH=CH
970-960cm-1 770-665cm-1
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例2：化合物C6H12的红外光谱如下，写 出其结构式。
(2）=CH出现在3100-3000cm-1，常在3030cm-1附近。
(3)苯环的骨架振动：在1625-1450cm-1之间，可能有几个吸收， 强弱及个数皆与结构有关。
其中以～1600cm-1和～1500cm-1两个吸收为主。 苯环与其他基团共轭时，～1600cm-1峰分裂为二，在～1580cm-1 处又出现一个吸收。～1450cm-1也会有一吸收。