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红外光谱3部分

IT圈 admin 82浏览 0评论

2024年8月5日发(作者:随俊郎)

2.3.8 羰基化合物

羰基化合物的伸缩振动频率范围在

υ

(C=O):

1870~1540

cm。

-1

特征是吸收带很强。虽然υ(C=C)、υ(C=N)的吸收峰也在这一范围,但吸收峰

强度都不如υ

(C=O)

从高波数向低波数排序

酸 酐

1810

1760

酯 类 醛 类 酮 类 羧 酸 酯 酰 胺

1735 1725 1715 1710 1690

2.3.8.1醛类

醛基有2组特征吸收带:

υ

醛基(

O

C

H

)

(O=C-H)

、υ

(C=O)

中的C-H伸缩振动与甲基1380~1390

cm

-1

的一级倍频

发生费米共振, 在2850 cm

-1

及2720 cm

-1

左右出现2个个窄的中等强度的吸收

带。

图IR-15 1-丁醛的IR谱

费 米 共 振:当一个振动的基频与另一个振动的倍频或组频接近时,

形成互相作用,使得基频附近出现2个吸收带,这种

现象称之为费米共振。

- 22 -

2.3.8.2酮 类

酮类的主要特征吸收带为υ

(C=O)

振动形式 结构特征 波 数(cm

-1

) 强 度

O

υ

(C=O)

R

1715附近 S

C

R

R

O

C

C

R

1680~1665 S

O

Ar

C

R

1700~1685 S

六元环酮 1725~1705 S

五元环酮 1750~1740 S

四元环酮 1790~1775 S

三元环酮 1815附近 S

υ

(

C

C

C

)

O

酮 1250~1025 S

芳 酮 1325~1215 S

图IR-16 丁酮的IR谱

(Ⅰ)υ

- 23 -

(C=O)

:1720 cm

(Ⅱ)υ

(

C

C

C

)

-1

O

1174 cm

-1

2.3.9羧酸及羧酸盐

2.3.9.1羧 酸

羧酸有 υ

振动形式 基 团 波 数(cm

-1

) 强 度

υ

υ

(O-H)

(C=O)

(O-H)

、υ

(C=O)

δ

(O-H)

(面外)、

δ

(O-H)

(面内)与

υ

(C-O)

偶合带

OH 3300~2500 S(宽)

饱和脂肪酸 1725~1700 S

αβ不饱和脂肪酸 1715~1769 S

芳 酸 1700~1680 S

α卤代脂肪酸 1750~1720 S

分子内氢键羧酸 1670~1650 S

δ

δ

(O-H)

(面外)

OH 950~890 (宽)

(O-H)

(面内)与

υ

(C-O)

偶合带 1400~1395 m

1320~1210 S

图IR-17 软脂酸IR谱

(Ⅰ) υ

(Ⅲ) δ

羧酸有极强的缔合作用,在液态与固态时总是以缔合态的形式存在,所以

OH的伸缩振动峰总是宽强峰。

- 24 -

-1

O-H

:~3000 cm;

-1

O-H

:935 cm

(Ⅱ) υ

-1

C=O

:1695cm;

O

R

C

C

R

双分子环状缔合

H

O

R

O

O

H

O

H

O

R

R

O

C

C

C

多分子线性缔合

H

O

H

O

O

OH

O

分子内缔合(水杨酸)

O

H

C

2.3.9.2 羧 酸 盐

O

O

R

C

O

R

C

O

υ

as

(C=O)

:1610~1550 υ

s

(C=O)

:1420~1300

图IR-18 苯乙酸钠IR谱

υas

(C=O)

:1560 cm

-1

υs

(C=O)

:1395cm

-1

- 25 -

2.3.10酯和内酯

酯类化合物的特征吸收峰主要表现为υ(

C=O)

和υ

υ

(C=O) :

饱和脂肪酸酯(RCOOR)

(C-O-C)

的伸缩振动。

1750~1730 S

αβ不饱和脂肪酸酯或A

r

COOR 1730~1715 S

RCOOCH=CH

2

及RCOOA

r

1780~1774 S

R-CH-COO

R

(α吸电子基取代酸酯) 1770~1745 S

内 酯

O

~1820 S

O

X

O

~1770 S

O

O

~1745 S

O

υ

(C-O-C) :

(双带)

甲 酸 酯 ~1180 ~1100 S

乙 酸 酯 ~1240 ~1050 S

丙酸及更高级酸酯 1200~1150 1150~1050 S

图IR-19 乙酸甲酯IR谱

(Ⅰ) υ

- 26 -

(C=O)

:1770 cm

-1

(Ⅱ) υ

(C-O-C) :

1250 cm

-1

; 1060 cm

-1

2.3.11酰卤:由于卤原子的诱导效应,使得酰卤C=O伸缩振动上升

到1800

cm

-1

图IR-20 丁酰卤的IR谱

2.3.12酸酐(双带):

特 征:υas

(C=O)

υs

(C=O)

1820 cm

-1

~1750 cm

-1

υ

图IR-21 丁酸酐的IR谱

(Ⅰ)υas

(C=O):

1839 cm

-1

,υs

(C=O)

1750 cm

-1

(Ⅱ) υ

(C-O-C)

:1050 cm

-1

-1

(C-O-C)

:~1050 cm

- 27 -

2.3.13酰胺(RCONH

2

)

υ

(N-H)

(

Ⅰ带

)

伯酰胺(双带) 3540~3480 3420~3380 ms

仲酰胺 3460~3420 ms

υ

δ

(C=O)

( Ⅱ带)

伯 仲 叔 胺 1690~1650

S

面内) 伯酰胺 1650~1590 S

(O-H)

(Ⅲ带

仲酰胺 1570~1510 S

注意:

Ⅱ带与Ⅲ带经常重迭为一个峰。

图IR-22 丙酰胺IR谱

图IR-23 N—甲基丙酰胺

(

Ⅰ带

)

υ

(Ⅲ带) δ

(N-H)

:3300 cm

(N-H)

:1530 cm

-1

( Ⅱ带) υ

(C=O)

:1650 cm

-1

-1

- 28 -

2.3.14胺

υ

(N-H)

伯胺(双带) ~3500 ~3400 m

仲 胺 3250~3400 m

δ

υ

(N-H)

(面内) 1640~1550 W

(面外) 900~650 VS

(C-N)

芳香族胺 1350~1310 S

脂肪族胺 1230~1030 W

脂肪族C-N的伸缩振动吸收峰不强,而且C-N与C-C的伸缩振动发生振动

偶合,导致谱带多变,又无特征性,分析时无实际意义。

图IR-24 丙胺的IR谱

- 29 -

2.3.15胺盐与氨基酸

υ

δ

(N-H)

3100~3030

NH

3

+

+

中强

2800~2000

(N-H)

NH

1660

1650 弱 尖

3

1550~1480 中强

υ

(C=O)

[氨基酸内盐] 不对称 1600~1560 强

对 称 ~1410 强

υ

(C=O)

[氨基酸的盐酸盐] 1760~1700 强

图IR-25甘氨酸IR谱

(Ⅰ) υ

(Ⅱ) υ

- 30 -

(N

+

-H)

:3100~2100

as(C=O)

:1590 cm

(Ⅲ) δ

υ

(N

+

-H)

:1522 cm

-1

-1

(面内)

-1

as(C=O)

:1410 cm

2.3.16 其他化合物

2.3.16.1 硝基与亚硝基化合物

NO

2

的不对称与对称伸缩振动是硝基存在的主要特征

R—NO

2

υas(NO

2

) 1590~1530 强

υs(NO

2

) 1390~1350 强

Ar—NO

2

υas(NO

2

) 1530~1510 强

υs(NO

2

) 1350~1330 强

R—NO υ(NO) 1600~1500 强

—N-NO υ(NO) 1500~1430 强

图IR-26 邻硝基甲苯IR谱

2.3.16.2有机磷化合物

υ(P=O) 磷酸酯、亚磷酸酯 1315~1150 (通常为双峰) 中强峰

图IR-28 二苯基磷酸酯IR谱

- 31 -

2.3.16.3 有机硫化合物

基 团 吸收峰(cm

-1

) 强度 备 注

S-H

2580~2550 弱 υ(S-H)

硫亚甲基(S-CH

2

)

1440~1410 强 δ:CH

2

剪式振动

1270~1220 强 δ

(C-H)

:CH面外摇摆

(C-H)

硫甲基(S-CH

3

) 1330~1230 中 δ

(C-H)

亚 砜(R-SO-R) 1110~1000 强 υ

(S=O)

亚磺酸(R-SO-OH) ~1090 强

870~810 强

亚磺酸酯(R-SO-OR') 1135~1125 强

亚硫酸酯(R-O-SO-OR') ~1200 强

砜(R-SO

2

-R) 1350~1300 强 υas

(S=O)

1190~1120 强 υs

(S=O)

磺酸(R-SO

2

-OH) 1345±5 强 υas

(S=O)

1155±5 强 υs

(S=O)

磺酸酯(R-SO

2

-OR') 1370~1335 强 υas

(S=O)

1200~1170 中 υs

(S=O)

磺酸酯(R-O-SO

2

-OR') 1415~1380 强 υas

(S=O)

1200~1165 中 υs

(S=O)

图IR-27 对甲基苯磺酸甲酯IR谱

- 32 -

2.3.16.4有机硅化合物

基 团 振动形式 吸收峰(cm

-1

) 强度 备 注

S

i

—H υ

(S

i

-H)

2157~2095 VS 尖峰

δ

(Si-H

2

)

947~800 VS

S

i

—C υ

(S

i

-C)

840~670 S

Si(CH

3

)

3

υ(S

i

-C) 840,755 S

S

i

—O υ(S

i

-O) 1090~920 S

S

i

—F υ(S

i

-F) 1000~800 S

S

i

—Cl υ(S

i

-Cl) 650~500 S

图IR-29 六甲基二硅醚IR谱

- 33 -

2024年8月5日发(作者:随俊郎)

2.3.8 羰基化合物

羰基化合物的伸缩振动频率范围在

υ

(C=O):

1870~1540

cm。

-1

特征是吸收带很强。虽然υ(C=C)、υ(C=N)的吸收峰也在这一范围,但吸收峰

强度都不如υ

(C=O)

从高波数向低波数排序

酸 酐

1810

1760

酯 类 醛 类 酮 类 羧 酸 酯 酰 胺

1735 1725 1715 1710 1690

2.3.8.1醛类

醛基有2组特征吸收带:

υ

醛基(

O

C

H

)

(O=C-H)

、υ

(C=O)

中的C-H伸缩振动与甲基1380~1390

cm

-1

的一级倍频

发生费米共振, 在2850 cm

-1

及2720 cm

-1

左右出现2个个窄的中等强度的吸收

带。

图IR-15 1-丁醛的IR谱

费 米 共 振:当一个振动的基频与另一个振动的倍频或组频接近时,

形成互相作用,使得基频附近出现2个吸收带,这种

现象称之为费米共振。

- 22 -

2.3.8.2酮 类

酮类的主要特征吸收带为υ

(C=O)

振动形式 结构特征 波 数(cm

-1

) 强 度

O

υ

(C=O)

R

1715附近 S

C

R

R

O

C

C

R

1680~1665 S

O

Ar

C

R

1700~1685 S

六元环酮 1725~1705 S

五元环酮 1750~1740 S

四元环酮 1790~1775 S

三元环酮 1815附近 S

υ

(

C

C

C

)

O

酮 1250~1025 S

芳 酮 1325~1215 S

图IR-16 丁酮的IR谱

(Ⅰ)υ

- 23 -

(C=O)

:1720 cm

(Ⅱ)υ

(

C

C

C

)

-1

O

1174 cm

-1

2.3.9羧酸及羧酸盐

2.3.9.1羧 酸

羧酸有 υ

振动形式 基 团 波 数(cm

-1

) 强 度

υ

υ

(O-H)

(C=O)

(O-H)

、υ

(C=O)

δ

(O-H)

(面外)、

δ

(O-H)

(面内)与

υ

(C-O)

偶合带

OH 3300~2500 S(宽)

饱和脂肪酸 1725~1700 S

αβ不饱和脂肪酸 1715~1769 S

芳 酸 1700~1680 S

α卤代脂肪酸 1750~1720 S

分子内氢键羧酸 1670~1650 S

δ

δ

(O-H)

(面外)

OH 950~890 (宽)

(O-H)

(面内)与

υ

(C-O)

偶合带 1400~1395 m

1320~1210 S

图IR-17 软脂酸IR谱

(Ⅰ) υ

(Ⅲ) δ

羧酸有极强的缔合作用,在液态与固态时总是以缔合态的形式存在,所以

OH的伸缩振动峰总是宽强峰。

- 24 -

-1

O-H

:~3000 cm;

-1

O-H

:935 cm

(Ⅱ) υ

-1

C=O

:1695cm;

O

R

C

C

R

双分子环状缔合

H

O

R

O

O

H

O

H

O

R

R

O

C

C

C

多分子线性缔合

H

O

H

O

O

OH

O

分子内缔合(水杨酸)

O

H

C

2.3.9.2 羧 酸 盐

O

O

R

C

O

R

C

O

υ

as

(C=O)

:1610~1550 υ

s

(C=O)

:1420~1300

图IR-18 苯乙酸钠IR谱

υas

(C=O)

:1560 cm

-1

υs

(C=O)

:1395cm

-1

- 25 -

2.3.10酯和内酯

酯类化合物的特征吸收峰主要表现为υ(

C=O)

和υ

υ

(C=O) :

饱和脂肪酸酯(RCOOR)

(C-O-C)

的伸缩振动。

1750~1730 S

αβ不饱和脂肪酸酯或A

r

COOR 1730~1715 S

RCOOCH=CH

2

及RCOOA

r

1780~1774 S

R-CH-COO

R

(α吸电子基取代酸酯) 1770~1745 S

内 酯

O

~1820 S

O

X

O

~1770 S

O

O

~1745 S

O

υ

(C-O-C) :

(双带)

甲 酸 酯 ~1180 ~1100 S

乙 酸 酯 ~1240 ~1050 S

丙酸及更高级酸酯 1200~1150 1150~1050 S

图IR-19 乙酸甲酯IR谱

(Ⅰ) υ

- 26 -

(C=O)

:1770 cm

-1

(Ⅱ) υ

(C-O-C) :

1250 cm

-1

; 1060 cm

-1

2.3.11酰卤:由于卤原子的诱导效应,使得酰卤C=O伸缩振动上升

到1800

cm

-1

图IR-20 丁酰卤的IR谱

2.3.12酸酐(双带):

特 征:υas

(C=O)

υs

(C=O)

1820 cm

-1

~1750 cm

-1

υ

图IR-21 丁酸酐的IR谱

(Ⅰ)υas

(C=O):

1839 cm

-1

,υs

(C=O)

1750 cm

-1

(Ⅱ) υ

(C-O-C)

:1050 cm

-1

-1

(C-O-C)

:~1050 cm

- 27 -

2.3.13酰胺(RCONH

2

)

υ

(N-H)

(

Ⅰ带

)

伯酰胺(双带) 3540~3480 3420~3380 ms

仲酰胺 3460~3420 ms

υ

δ

(C=O)

( Ⅱ带)

伯 仲 叔 胺 1690~1650

S

面内) 伯酰胺 1650~1590 S

(O-H)

(Ⅲ带

仲酰胺 1570~1510 S

注意:

Ⅱ带与Ⅲ带经常重迭为一个峰。

图IR-22 丙酰胺IR谱

图IR-23 N—甲基丙酰胺

(

Ⅰ带

)

υ

(Ⅲ带) δ

(N-H)

:3300 cm

(N-H)

:1530 cm

-1

( Ⅱ带) υ

(C=O)

:1650 cm

-1

-1

- 28 -

2.3.14胺

υ

(N-H)

伯胺(双带) ~3500 ~3400 m

仲 胺 3250~3400 m

δ

υ

(N-H)

(面内) 1640~1550 W

(面外) 900~650 VS

(C-N)

芳香族胺 1350~1310 S

脂肪族胺 1230~1030 W

脂肪族C-N的伸缩振动吸收峰不强,而且C-N与C-C的伸缩振动发生振动

偶合,导致谱带多变,又无特征性,分析时无实际意义。

图IR-24 丙胺的IR谱

- 29 -

2.3.15胺盐与氨基酸

υ

δ

(N-H)

3100~3030

NH

3

+

+

中强

2800~2000

(N-H)

NH

1660

1650 弱 尖

3

1550~1480 中强

υ

(C=O)

[氨基酸内盐] 不对称 1600~1560 强

对 称 ~1410 强

υ

(C=O)

[氨基酸的盐酸盐] 1760~1700 强

图IR-25甘氨酸IR谱

(Ⅰ) υ

(Ⅱ) υ

- 30 -

(N

+

-H)

:3100~2100

as(C=O)

:1590 cm

(Ⅲ) δ

υ

(N

+

-H)

:1522 cm

-1

-1

(面内)

-1

as(C=O)

:1410 cm

2.3.16 其他化合物

2.3.16.1 硝基与亚硝基化合物

NO

2

的不对称与对称伸缩振动是硝基存在的主要特征

R—NO

2

υas(NO

2

) 1590~1530 强

υs(NO

2

) 1390~1350 强

Ar—NO

2

υas(NO

2

) 1530~1510 强

υs(NO

2

) 1350~1330 强

R—NO υ(NO) 1600~1500 强

—N-NO υ(NO) 1500~1430 强

图IR-26 邻硝基甲苯IR谱

2.3.16.2有机磷化合物

υ(P=O) 磷酸酯、亚磷酸酯 1315~1150 (通常为双峰) 中强峰

图IR-28 二苯基磷酸酯IR谱

- 31 -

2.3.16.3 有机硫化合物

基 团 吸收峰(cm

-1

) 强度 备 注

S-H

2580~2550 弱 υ(S-H)

硫亚甲基(S-CH

2

)

1440~1410 强 δ:CH

2

剪式振动

1270~1220 强 δ

(C-H)

:CH面外摇摆

(C-H)

硫甲基(S-CH

3

) 1330~1230 中 δ

(C-H)

亚 砜(R-SO-R) 1110~1000 强 υ

(S=O)

亚磺酸(R-SO-OH) ~1090 强

870~810 强

亚磺酸酯(R-SO-OR') 1135~1125 强

亚硫酸酯(R-O-SO-OR') ~1200 强

砜(R-SO

2

-R) 1350~1300 强 υas

(S=O)

1190~1120 强 υs

(S=O)

磺酸(R-SO

2

-OH) 1345±5 强 υas

(S=O)

1155±5 强 υs

(S=O)

磺酸酯(R-SO

2

-OR') 1370~1335 强 υas

(S=O)

1200~1170 中 υs

(S=O)

磺酸酯(R-O-SO

2

-OR') 1415~1380 强 υas

(S=O)

1200~1165 中 υs

(S=O)

图IR-27 对甲基苯磺酸甲酯IR谱

- 32 -

2.3.16.4有机硅化合物

基 团 振动形式 吸收峰(cm

-1

) 强度 备 注

S

i

—H υ

(S

i

-H)

2157~2095 VS 尖峰

δ

(Si-H

2

)

947~800 VS

S

i

—C υ

(S

i

-C)

840~670 S

Si(CH

3

)

3

υ(S

i

-C) 840,755 S

S

i

—O υ(S

i

-O) 1090~920 S

S

i

—F υ(S

i

-F) 1000~800 S

S

i

—Cl υ(S

i

-Cl) 650~500 S

图IR-29 六甲基二硅醚IR谱

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