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红外吸收光谱特征峰,史上最全

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2024年2月16日发(作者:嵇歌阑)

表 典型有机化合物的重要基团频率(/cm-1)

化合物 基团

烷烃 -CH3

-CH2-

烯烃

炔烃 -C≡C-H

芳烃

醇类 R-OH

X-H伸缩振动区

asCH:2962±10(s)

sCH:2872±10(s)

asCH:2926±10(s)

sCH:2853±10(s)

CH:2890±10(s)

CH:3040~3010(m)

CH:3040~3010(m)

CH:≈3300(m)

CH:3100~3000(变)

OH:3700~3200(变)

叁键区 双键伸缩振动区

C=C:1695~1540(m)

C=C:1695~1540(w)

C≡C:2270~2100(w)

泛频:2000~1667(w)

C=C:1650~1430(m)

2~4个峰

部分单键振动和指纹区

asCH:1450±10(m)

sCH:1375±5(s)

CH:1465±20(m)

CH:~1340(w)

CH:1310~1295(m)

CH:770~665(s)

CH:970~960(s)

CH:1250~1000(w)

CH:910~665

单取代:770~730(vs)

≈700(s)

邻双取代:770~735(vs)

间双取代:810~750(vs)

725~680(m)

900~860(m)

~对双取代:860~790(vs)

OH:1410~1260(w)

CO:1250~1000(s)

酚类 Ar-OH

脂肪醚 R-O-R'

羧酸

酸酐

胺 -NH2

-NH

酰胺

OH:3705~3125(s)

CH:≈2820,≈2720(w)

双峰

OH:3400~2500(m)

泛频C=O:≈3450(w)

NH2:3500~3300(m)

双峰

NH:3500~3300(m)

asNH:≈3350(s)

sNH:≈3180(s)

C=C:1650~1430(m)

C=O:≈1715(vs)

C=O:≈1725(vs)

C=O:1740~1690(m)

C=O:1850~1880(s)

C=O:1780~1740(s)

C=O:1770~1720(s)

NH:1650~1590(s,m)

NH:1650~1550(vw)

C=O:1680~1650(s)

NH:1650~1250(s)

OH:750~650(s)

OH:1390~1315(m)

CO:1335~1165(s)

CO:1230~1010(s)

OH:1450~1410(w)

CO:1266~1205(m)

CO:1170~1050(s)

COC:1300~1000(s)

CN(脂肪):1220~1020(m,w)

CN(芳香):1340~1250(s)

CN(脂肪):1220~1020(m,w)

CN(芳香):1350~1280(s)

CN:1420~1400(m)

NH2:750~600(m)

NH:≈3270(s)

C=O:1680~1630(s)

CN+NH:1310~1200(m)

NH+CN:1750~1515(m)

酰卤

腈 -C≡N

硝基 R-N02

化合物

C=O:1670~1630

:1810~1790(s)

NO2:1385~1360(s)

CN:920~800(m)

C=OC≡N:2260~2240(s)

NO2:1565~1543(s)

Ar-NO2

NO2:1550~1510(s)

NO2:1365~1335(s)

CN:860~840(s)

不明:≈750(s)

吡啶类

CH:≈3030(w)

C=C及C=N:

CH:1175~1000(w)

CH:910~665(s)

1667~1430(m)

嘧啶类

CH:3060~3010(w)

C=C及C=N:

CH:1000~960(m)

CH:825~775(m)

1580~1520(m)

* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地表示吸收强度很强,强,中,弱,很弱。

中红外光谱区一般划分为官能团区和指纹区两个区域,而每个区域又可以分为若干个波段。

官能团区

官能团区(或称基团频率区)波数范围为4000~1300cm, 又可以分为四个波段。

★4000 ~2500cm 为含氢基团x—H(x为O、N、C)的伸缩振动区,因为折合质量小,所以波数高,主要有以下五种基团吸收

● 醇、酚中O—H:3700~

3200cm,

cm,

● N—H: 3500~3300

cm,

-1-1-1-1-1-1无缔合的O—H在高 一侧,峰形尖锐, 强度为s

缔合的O—H在低 一侧, 峰形宽钝, 强度为s

● 羧基中O—H: 3600~2500 无缔合的O—H在高 一侧,峰形尖锐, 强度为s

缔合可延伸至2500 cm,峰非常宽钝,强度为s

伯胺有两个H,有对称和非对称两个峰,强度为s—m

叔胺无H,故无吸收峰

-1-1-1 ● C—H: <3000 cm为饱和C:~2960 cm (),~2870 cm ()

-1强度为m-s

强度为m-s

强度为w

~2925 cm (),~2850 cm ()

~2890 cm

-1-1-1 >3000 cm为不饱和-1 (及苯环上C-H)3090~3030 cm 强度为m

C:

~3300 cm

-1强度为m

强度为m-s ● 醛基中C—H:~2820及~2720

两个峰

★2500 ~2000 cm 为叁键和累积双键伸缩振动吸收峰,主要包括-C≡C-、-C≡N叁键的伸缩振动及、等累积双键的非对称伸缩振动,呈现中等强度的吸收。在此波段区中,还有S—H、Si—H、P—H、B—H的伸缩振动。

★2000 ~1500 cm 为双键的伸缩振动吸收区,这个波段也是比较重要的区域,主要包括以下几种吸收峰带。

-1-1

● C=O伸缩振动,出现在1960~1650 cm,是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸 收峰,以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类、酸酐及酰胺、酰卤等含有C=O的有机化合物。

● C=N、C=C、N=O的伸缩振动,出现在1675~1500 cm。在这波段区中,单核芳烃的C=C骨架振动(呼吸)呈现2~4个峰(中等至弱的吸收)的特征吸收峰,通常分为

两组,分别出现在1600 cm和1500 cm左右,在确定有否芳核的存在时具有重要意义。

● 苯的衍生物在2000~1670 cm波段出现C—H面外弯曲振动的倍频或组合数。由于吸收强度太弱,应用价值不如指纹区中的面外变形振动吸收峰,如图所示。如在分析中有必要,可加大样品浓度以提高其强度。

图 苯环取代类型在2000~1667cm和

900~600cm的谱形

★1500 ~1300 cm 饱和C—H变形振动吸收峰,—CH3出现在1380及1450 cm两个峰,出现在1470 cm,出现在1340 cm。这些吸收带强度均为m至w 。

指纹区

指纹区:波数范围为1300~600cm。

指纹区可以分为两个波段:

★1300 ~900cm 这个波段区的光谱信息很丰富,较为主要的有如下几种:

● 几乎所有不含H的单键的伸缩振动,如C—O、C—N、C—S、C—F、C—P、Si—O、P—O

等,其中C—O的伸缩振动在1300~1000cm,是该区吸收最强的峰,较易识别。

● 部分含H基团的弯曲振动,如RCH=CH2,端烯基C—H弯曲振动为990、910cm的两

个吸收峰;RCH=CHR反式结构的C—H吸收峰为970 cm(顺式为690 cm)等。

● 某些较重原子的双键伸缩振动,如C=S、S=O、P=O等。此外,某些分子的整体骨架

振动也在此区产生吸收。

-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1

★ 900~600cm 这波段中较为有价值的两种特征吸收:

● 长碳链饱和烃,,n≥4时,呈现722cm有一中至强的吸收峰,n减小时, 变大;

● 苯环上C—H面外变形振动吸收峰的变化,可以判断取代情况,此区域的吸收峰比泛

频带2000~1670cm灵敏,因此更具使用价值,见图所示。其吸收峰位置为:

无取代的

苯:

单取代苯: 5个C—H,690~700cm,740~750cm,两个吸收带;

邻位双取代

苯:

间位双取代

苯:

对位双取代 苯:

这些吸收带的强度为中等(有时强)

另一个C—H,~860cm,弱带,供参考;

2个C—H,800~850cm,单吸收带。

-1-1-1-1-1-1-16个C—H,670~680cm,单吸收带;

-14个C—H,740~750cm,单吸收带;

-13个C—H,690~700cm,780~800cm,两个吸收带;

-1-1

2024年2月16日发(作者:嵇歌阑)

表 典型有机化合物的重要基团频率(/cm-1)

化合物 基团

烷烃 -CH3

-CH2-

烯烃

炔烃 -C≡C-H

芳烃

醇类 R-OH

X-H伸缩振动区

asCH:2962±10(s)

sCH:2872±10(s)

asCH:2926±10(s)

sCH:2853±10(s)

CH:2890±10(s)

CH:3040~3010(m)

CH:3040~3010(m)

CH:≈3300(m)

CH:3100~3000(变)

OH:3700~3200(变)

叁键区 双键伸缩振动区

C=C:1695~1540(m)

C=C:1695~1540(w)

C≡C:2270~2100(w)

泛频:2000~1667(w)

C=C:1650~1430(m)

2~4个峰

部分单键振动和指纹区

asCH:1450±10(m)

sCH:1375±5(s)

CH:1465±20(m)

CH:~1340(w)

CH:1310~1295(m)

CH:770~665(s)

CH:970~960(s)

CH:1250~1000(w)

CH:910~665

单取代:770~730(vs)

≈700(s)

邻双取代:770~735(vs)

间双取代:810~750(vs)

725~680(m)

900~860(m)

~对双取代:860~790(vs)

OH:1410~1260(w)

CO:1250~1000(s)

酚类 Ar-OH

脂肪醚 R-O-R'

羧酸

酸酐

胺 -NH2

-NH

酰胺

OH:3705~3125(s)

CH:≈2820,≈2720(w)

双峰

OH:3400~2500(m)

泛频C=O:≈3450(w)

NH2:3500~3300(m)

双峰

NH:3500~3300(m)

asNH:≈3350(s)

sNH:≈3180(s)

C=C:1650~1430(m)

C=O:≈1715(vs)

C=O:≈1725(vs)

C=O:1740~1690(m)

C=O:1850~1880(s)

C=O:1780~1740(s)

C=O:1770~1720(s)

NH:1650~1590(s,m)

NH:1650~1550(vw)

C=O:1680~1650(s)

NH:1650~1250(s)

OH:750~650(s)

OH:1390~1315(m)

CO:1335~1165(s)

CO:1230~1010(s)

OH:1450~1410(w)

CO:1266~1205(m)

CO:1170~1050(s)

COC:1300~1000(s)

CN(脂肪):1220~1020(m,w)

CN(芳香):1340~1250(s)

CN(脂肪):1220~1020(m,w)

CN(芳香):1350~1280(s)

CN:1420~1400(m)

NH2:750~600(m)

NH:≈3270(s)

C=O:1680~1630(s)

CN+NH:1310~1200(m)

NH+CN:1750~1515(m)

酰卤

腈 -C≡N

硝基 R-N02

化合物

C=O:1670~1630

:1810~1790(s)

NO2:1385~1360(s)

CN:920~800(m)

C=OC≡N:2260~2240(s)

NO2:1565~1543(s)

Ar-NO2

NO2:1550~1510(s)

NO2:1365~1335(s)

CN:860~840(s)

不明:≈750(s)

吡啶类

CH:≈3030(w)

C=C及C=N:

CH:1175~1000(w)

CH:910~665(s)

1667~1430(m)

嘧啶类

CH:3060~3010(w)

C=C及C=N:

CH:1000~960(m)

CH:825~775(m)

1580~1520(m)

* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地表示吸收强度很强,强,中,弱,很弱。

中红外光谱区一般划分为官能团区和指纹区两个区域,而每个区域又可以分为若干个波段。

官能团区

官能团区(或称基团频率区)波数范围为4000~1300cm, 又可以分为四个波段。

★4000 ~2500cm 为含氢基团x—H(x为O、N、C)的伸缩振动区,因为折合质量小,所以波数高,主要有以下五种基团吸收

● 醇、酚中O—H:3700~

3200cm,

cm,

● N—H: 3500~3300

cm,

-1-1-1-1-1-1无缔合的O—H在高 一侧,峰形尖锐, 强度为s

缔合的O—H在低 一侧, 峰形宽钝, 强度为s

● 羧基中O—H: 3600~2500 无缔合的O—H在高 一侧,峰形尖锐, 强度为s

缔合可延伸至2500 cm,峰非常宽钝,强度为s

伯胺有两个H,有对称和非对称两个峰,强度为s—m

叔胺无H,故无吸收峰

-1-1-1 ● C—H: <3000 cm为饱和C:~2960 cm (),~2870 cm ()

-1强度为m-s

强度为m-s

强度为w

~2925 cm (),~2850 cm ()

~2890 cm

-1-1-1 >3000 cm为不饱和-1 (及苯环上C-H)3090~3030 cm 强度为m

C:

~3300 cm

-1强度为m

强度为m-s ● 醛基中C—H:~2820及~2720

两个峰

★2500 ~2000 cm 为叁键和累积双键伸缩振动吸收峰,主要包括-C≡C-、-C≡N叁键的伸缩振动及、等累积双键的非对称伸缩振动,呈现中等强度的吸收。在此波段区中,还有S—H、Si—H、P—H、B—H的伸缩振动。

★2000 ~1500 cm 为双键的伸缩振动吸收区,这个波段也是比较重要的区域,主要包括以下几种吸收峰带。

-1-1

● C=O伸缩振动,出现在1960~1650 cm,是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸 收峰,以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类、酸酐及酰胺、酰卤等含有C=O的有机化合物。

● C=N、C=C、N=O的伸缩振动,出现在1675~1500 cm。在这波段区中,单核芳烃的C=C骨架振动(呼吸)呈现2~4个峰(中等至弱的吸收)的特征吸收峰,通常分为

两组,分别出现在1600 cm和1500 cm左右,在确定有否芳核的存在时具有重要意义。

● 苯的衍生物在2000~1670 cm波段出现C—H面外弯曲振动的倍频或组合数。由于吸收强度太弱,应用价值不如指纹区中的面外变形振动吸收峰,如图所示。如在分析中有必要,可加大样品浓度以提高其强度。

图 苯环取代类型在2000~1667cm和

900~600cm的谱形

★1500 ~1300 cm 饱和C—H变形振动吸收峰,—CH3出现在1380及1450 cm两个峰,出现在1470 cm,出现在1340 cm。这些吸收带强度均为m至w 。

指纹区

指纹区:波数范围为1300~600cm。

指纹区可以分为两个波段:

★1300 ~900cm 这个波段区的光谱信息很丰富,较为主要的有如下几种:

● 几乎所有不含H的单键的伸缩振动,如C—O、C—N、C—S、C—F、C—P、Si—O、P—O

等,其中C—O的伸缩振动在1300~1000cm,是该区吸收最强的峰,较易识别。

● 部分含H基团的弯曲振动,如RCH=CH2,端烯基C—H弯曲振动为990、910cm的两

个吸收峰;RCH=CHR反式结构的C—H吸收峰为970 cm(顺式为690 cm)等。

● 某些较重原子的双键伸缩振动,如C=S、S=O、P=O等。此外,某些分子的整体骨架

振动也在此区产生吸收。

-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1

★ 900~600cm 这波段中较为有价值的两种特征吸收:

● 长碳链饱和烃,,n≥4时,呈现722cm有一中至强的吸收峰,n减小时, 变大;

● 苯环上C—H面外变形振动吸收峰的变化,可以判断取代情况,此区域的吸收峰比泛

频带2000~1670cm灵敏,因此更具使用价值,见图所示。其吸收峰位置为:

无取代的

苯:

单取代苯: 5个C—H,690~700cm,740~750cm,两个吸收带;

邻位双取代

苯:

间位双取代

苯:

对位双取代 苯:

这些吸收带的强度为中等(有时强)

另一个C—H,~860cm,弱带,供参考;

2个C—H,800~850cm,单吸收带。

-1-1-1-1-1-1-16个C—H,670~680cm,单吸收带;

-14个C—H,740~750cm,单吸收带;

-13个C—H,690~700cm,780~800cm,两个吸收带;

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