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未知物红外光谱图的简易解析

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未知物红外光谱图的简易解析
当我们准备分析一张未知物的红外光谱图时，首先应该确定一些主要的官能团是否存在。

如C=O、O=H、N=H、C=C、C≡C、C≡N和NO2，这些官能团的吸收峰很显著，如果它们存在，可给出结构信息。

一般可以按以下步骤分析：
1、有无羰基？
C=O，在1820～1660cm-1范围有强吸收，在谱图中，峰最强具有中等宽度。

2、若有C=O，看看属于哪一类？
酸，有没有OH ，有宽吸收大约在3400～2400 cm-1范围。

酰胺，有没有NH ，中等强度的吸收在3500 cm-1。

酯，有没有C-O ？强吸收在1300～1000 cm-1范围。

酐，有两个C=O，吸收在～1810 cm-1和1760 cm-1
醛，有没有C=O、CH，两个中等强度的吸收峰，约在2850 cm-1和2750 cm-1。

酮，上面5种情况都不是。

3、若没有C=O，
醇、酚，检查OH，宽吸收在3600 cm-1～3300 cm-1。

C-O吸收在1300～1000 cm-1，作进一步确认。

胺检查NH，中等强度的吸收在～3500 cm-1。

醚检查C-O（OH不存在），吸收在1300～1000 cm-1。

4、双键或芳环
C=C键，有一个弱吸收在～1650 cm-1。

在1650～1450cm-1范围有中到强吸收，常表示有芳环；
芳烃或烯烃C-H的吸收峰大于3000 cm-1，（脂肪C-H小于3000 cm-1）
亚胺和肟C=N吸收峰在1690～1640cm-1范围。

烯酮、异氰酸酯、硫代异氰酸盐X=C-Y ，吸收大于2270～1950cm-1。

硝基，N-O吸收在1550～1350cm-1范围。

5、三键
C≡N 有一个中等强度、尖的吸收在～2250cm-1；
C≡C 有一个弱、尖的吸收在～2150cm-1；炔的C-H 在～3300 cm-1。

6、硝基
两个吸收在1600～1500cm-1和1390～1300cm-1。

7、以上基团都没有。

主要吸收在C-H 范围～3000 cm-1；
非常简单的光谱，其他有吸收仅～1450 cm-1和1375 cm-1。

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红外光谱谱图解析

红外光谱谱图解析

共轭 2220 2230 cm-1 仅含C、H、N时：峰较强、尖锐； 有O原子存在时；O越靠近C N，峰越弱；
（3） 双键伸缩振动区（ 2000 1500 cm-1 ）
① RC=CR’ 1620 1680 cm-1 强度弱， R=R’（对称）时，无红外活性。
②单核芳烃 的C=C键伸缩振动（1626 1650 cm-1 ）
作判断有无甲基存在的依据。 烯烃的C—H弯曲振动在1000~800 cm-1范围，可以借以鉴别各种取代类
型的烯烃。 芳烃的C—H弯曲振动主要是900~650 cm-1处的面外弯曲振动，对确定
苯的取代类型很有帮助。
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②C—O伸缩振动 这类振动产生的吸收带常常是该区中的最强峰。 醇的C—O在1260~1000 cm-1；酚的C—O1350~1200 cm-1； 醚的C—O在1250~1100 cm-1；饱和醚常在1125 cm-1出现； 芳香醚多靠近1250 cm-1。
—CH2—CO—CH2— 1715 cm-1 酮
—CH2—CO—O—
1735 cm-1 酯
—CH2—CO—NH— 1680 cm-1 酰胺
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（四）从分子中减去己知基团所占用的原子，从分子的总不饱和度中 扣除已知基团占用的不饱和度。根据剩余原子的种类和数目以及剩余的 不饱和度，并结合红外光谱，对剩余部分的结构做适当的估计
X—Y，X—H 变形振动区 < 1500 cm-1
指纹区(1350 650 cm-1 ) ,较复杂。C-H，N-H的变形振动； C-O，C-X的伸缩振动; C-C骨架振动等。精细结构的区分。 顺、反结构区分；
①C—H弯曲振动 饱和C—H弯曲振动包括甲基和次甲基两种。甲基1370~1380 cm-1处，可
红外光谱谱图解析

红外光谱谱图解析

（1）两类基本振动形式 伸缩振动 亚甲基：
变形振动 亚甲基
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甲基的振动形式
伸缩振动 甲基：
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
变形振动 甲基
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对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
二、解析红外光谱图
Hale Waihona Puke —CH2—CO—O—1735 cm-1 酯
—CH2—CO—NH— 1680 cm-1 酰胺
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（四）从分子中减去己知基团所占用的原子，从分子的总不饱和度中 扣除已知基团占用的不饱和度。根据剩余原子的种类和数目以及剩余的 不饱和度，并结合红外光谱，对剩余部分的结构做适当的估计
在判断存在某基团时，要尽可能地找出其各种相关吸收带，切不可仅 根据某一谱带即下该基团存在的结论。
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一个未知化合物仅用红外光谱解析结构是十分困难的。一般在光谱解析
前，要做未知物的初步分析 红外光谱谱图的解析更带有经验性、灵活性。 解析主要是在掌握影响振动频率的因素及各类化合物的红外特征吸收谱
带的基础上，按峰区分析，指认某谱带的可能归属，结合其他峰区的相关 峰，确定其归属。
在此基础上，再仔细归属指纹区的有关谱带，综合分析，提出化合物的 可能结构。
由 (cm1)
10 4
( m)
可知，2.5~15.4μm波长范围对应于4000cm-
1~650cm-1。大多数有机化合物及许多无机化合物的化学键振动均
落在这一区域 。
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3、分子中基团的基本振动形式 basic vibration of the group in molecular
红外光谱的解析1

红外光谱的解析1

1）环张力: 当环张力加大时，其 红外吸收频率上升. 最典型的例 子是环上CH2 : 需要注意: 3000 cm-1 恰是CH2与不饱和CH2的分界线，环丙烧 的CH2 的吸收进到了不饱和CH2的范围，这在解析红外光谱时 需要特别留心. 2 ) 空间障碍 共轭体系具有共平面的性质， 当共轭体系的共平面性被破坏 时， 共轭体系也受到影响或破坏，红外吸收频率将移向较 高波数(与形成共轭体系红外吸收移向较低波数的方向相反) .
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3）烷基
C- H 键振动的分界线是3000 cm-1。不饱和碳〈双键及苯环〉 的碳氢伸缩振动频率大于3000 cm-1。饱和碳〈三元环除外〉的 碳氢伸缩振动频率低于3000 cm-1. 三C-H 的吸收峰在约3300cm-1，峰很尖锐，易与OH 和NH 的 吸收区别. 由于吸收波数较高，很容易与其他不饱和碳氢区分. 烯氢和苯环氢的吸收位移大于3000 cm-1，但是它们的吸收强度 都比较低，往往以肩峰的形式存在. 饱和碳的碳氢伸缩振动一般可见四个吸收峰 . 其中 2960cm-1 、 2870cm-1， 属于CH3，2925cm-1、2850cm-1属于CH2. CH3或CH2与氧原子相连时，其吸收位移移向较低波数.
的结构是否相同）.
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5. 2 官能团的特征吸收频率
5.2. 1 红外光谱的基本公式 红外先谱的基本公式表示红外吸收波数和有关参数的关系，如 式(5 . 1)所示
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5.2.2 影响官能团红外吸收频率的因素
1. 电子效应 1 ) 诱导效应 如果脂肪酮羰基的一侧被卤素原子取代. 由于卤素原子吸电子，
(4)红外光谱谱图可以区分无机化合物和有机化合物，这是其他
有机分析仪器所不能或者不方便实现的.
红外光谱谱图解析

红外光谱谱图解析

作判断有无甲基存在的依据。 烯烃的C—H弯曲振动在1000~800 cm-1范围，可以借以鉴别各种取代类
型的烯烃。 芳烃的C—H弯曲振动主要是900~650 cm-1处的面外弯曲振动，对确定
苯的取代类型很有帮助。
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②C—O伸缩振动 这类振动产生的吸收带常常是该区中的最强峰。 醇的C—O在1260~1000 cm-1；酚的C—O1350~1200 cm-1； 醚的C—O在1250~1100 cm-1；饱和醚常在1125 cm-1出现； 芳香醚多靠近1250 cm-1。
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酸酐的C=O
双吸收峰：1820～1750 cm-1 ，两个羰基振动偶合裂分； 线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强； 环形结构：低波数峰强；
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羧酸的C=O
1820～1750 cm-1 ， 氢键，二分子缔合体；
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（4）确定好可能基团后，对指纹区的谱带进行分析
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（六）确证解析结果 按以下几种方法验证 1、设法获得纯样品，绘制其光谱图进行对照，但必须考虑 到样品的处理技术与测量条件是否相同。 2、若不能获得纯样品时，可与标准光谱图进行对照。当谱 图上的特征吸收带位置、形状及强度相一致时，可以完全确 证。当然，两图绝对吻合不可能，但各特征吸收带的相对强 度的顺序是不变的。 常见的标准红外光谱图集有Sadtler红外谱图集、Coblentz 学会谱图集、API光谱图集、DMS光谱图集。
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3、再根据谱带的位置、强度、宽度等特征，推测官能团可能与什么取 代基相连接。
=C-H C-H CC C=C
O-H O-H（氢键）
C=O C-C，C-N，C-O
S-H P-H N-O N-N C-F C-X