1、II 紅外光譜（IR）,一.概述,波長（m） 波數(shù)（cm-1） 近紅外區(qū)： 0.75 2.5 13330 4000 中紅外區(qū)： 2.5 15.4 4000 650 遠紅外區(qū)： 15.4 830 650 12,絕大多數(shù)有機化合物紅外吸收波數(shù)范圍：4000 665cm-1,紅外譜圖中, 橫坐標:吸收波長()或波數(shù)(). 吸收峰位置。 縱坐標:透過率(T%)或吸光度(A). 吸收峰強度。,二. 基本原理,用一定頻率的紅外光照射分子, 分子發(fā)生振動能級的躍遷。 分子的振動分為：伸縮振動（）、彎曲振動（）。,= 2C,雙原子分子紅外吸收的頻率決定于折合質(zhì)量和鍵力常數(shù)。,cm-1,力常數(shù)/g.s-2,12

2、18105 812105 46105,力常數(shù)表示了化學鍵的強度，其大小與鍵能、鍵長有關(guān)。,鍵能大，鍵長短，K值大，振動吸收頻率移向高波數(shù)； 鍵能小，鍵長長，K值小，振動吸收頻率移向低波數(shù)。,三. 不同官能團的特征吸收頻區(qū),官能團區(qū)分為：X-H區(qū)、三鍵區(qū)和雙鍵區(qū)。,四. 影響官能團吸收頻率的因素,主要討論分子結(jié)構(gòu)變化時, 官能團紅外吸收頻率的變化。,1. 電子效應(yīng),1）誘導(dǎo)效應(yīng),鹵原子吸電子誘導(dǎo)效應(yīng), 使羰基雙鍵性增強, C=O的力常數(shù) 變大, 吸收向高波數(shù)移動。,2）共軛效應(yīng),鍵長平均化。雙鍵鍵長增長，力常數(shù)減小。吸收頻率移向 低波數(shù)。,試比較下列兩組化合物中哪一個羰基的振動波數(shù)相對較高？,試

3、判斷丁烯酮中碳氧、碳碳雙鍵與1-丁烯、2-丁酮中雙鍵的 紅外吸收頻率的高低。,1720 1685 1623 1647,2. 氫鍵的影響,使基團化學鍵的力常數(shù)減小, 伸縮振動波數(shù)降低、峰形變寬。,醇羥基： 游離態(tài) 二聚體 多聚體 36003640cm-1 35003600cm-1 32003400cm-1,(a) 1.4% (b) 3.4% (c) 7.1% (d) 14.3%,正丁醇羥基的伸縮振動吸收位置（氯苯中）,羧酸及胺類等化合物, 分子間形成氫鍵后, 其相應(yīng)吸收頻率 均移向低波數(shù). 當羰基是氫鍵受體時, 其羰基特征吸收頻率 向低頻移動 4060cm-1,3. 環(huán)的張力,一般而言, 環(huán)的張

4、力增大時, 環(huán)上有關(guān)官能團的吸收頻率 逐漸升高。,環(huán)內(nèi)雙鍵的C=C伸縮振動吸收頻率隨環(huán)的減小而降低。,4. 成鍵碳原子的雜化狀態(tài),5. 振動的偶合,分子內(nèi)兩基團位置很近并且振動頻率相同或相近時, 它們 之間發(fā)生強相互作用, 結(jié)果產(chǎn)生兩個吸收峰, 一個向高頻移 動, 一個向低頻移動。,五. 紅外吸收峰的強度,紅外吸收強度取決于躍遷的幾率：,躍遷幾率 ab,ab 躍遷偶極矩,紅外電磁波的電場矢量,強度決定于振動時偶極矩變化大小。偶極矩變化愈大， 吸收強度愈大；偶極矩變化愈小，吸收強度愈??；沒有 偶極矩變化, 則不產(chǎn)生紅外吸收。,例：VC=O 吸收強度大于 VC=C 。 對稱烯、炔等無吸收峰 或吸收

5、峰很弱。,吸收強度的表示： vs (200)、s(=75200)、 m(= 2575)、w(= 525)、vw(5)。,六. 各類有機化合物的特征基團頻率,1. 烷烴,C-H 29002850cm-1 (S) C-H 1470cm-1 、1380cm-1,2. 烯烴,C=C 16801600cm-1 (m-w) =CH 31003010cm-1 =CH 1000800cm-1,C=C 吸收峰的強度受分子對稱性影響,3. 炔烴,VCC 2250cm-1 VC-H 3340-3300cm-1 C-H 680-610cm-1,CH3 1380cm-1 （孤立甲基）,4. 芳烴,C=C 1660145

6、0cm-1 （芳環(huán)碳碳骨架伸縮振動） 24個中強峰：1500(強)、1600(中) =CH 31103010cm-1,=CH 900690cm-1 “定位峰” 倍頻區(qū) 20001650cm-1,5. 醇、酚類化合物,V-OH 36503600cm-1 (游離) 尖峰 V-OH 35503200cm-1 (締合) 寬峰,VC-O 12601000cm-1,6. 含羰基化合物,1) 酮,脂肪酮 VC=O 1715cm-1 芳香酮 VC=O 1695cm-1,不飽和酮 VC=O 1675cm-1,2) 醛,VC=O 1725cm-1 VC-H 2720cm-1 （鑒別-CHO）,3) 酯,VC=O

7、1740cm-1 VC-O-C 13001150（鑒定酯）,4) 羧酸,VC=O 17701750cm-1（單體） ， 1710cm-1 （二聚體）,VO-H 30002500 （二聚體）,O-H 1400 ， 920cm-1,5) 酸酐,VC=O 18601800cm-1 ， 18001750cm-1,VC-O-C 11701050 (開鏈酸酐) , 13101210cm-1 (環(huán)狀酸酐),6) 酰胺,VN-H 35003035 VC=O 16901620cm-1 N-H 16201590(伯) 15501510(仲),7) 酰鹵,脂肪族酰鹵 VC=O 1800cm-1,芳香族酰鹵 VC=O

8、 17851765cm-1,7. 醚類,VC-O-C 12751020cm-1,8. 胺類,一級胺 VN-H 34903400 N-H 16501590， 900650,二級胺 VN-H 35003300 N-H 750700,三級胺 無VN-H 吸收峰 無N-H 吸收峰,應(yīng)用 IR、1HNMR 譜中的哪一種可快速有效鑒別下列化 合物？,討論,1380cm-1 烷 CH3,七. 紅外譜圖解析,1. 根據(jù)給出的分子式 IR NMR數(shù)據(jù), 推測化合物的結(jié)構(gòu)式。,分子式：C3H8O ； IR：36003200cm-1(寬) NMR H/ppm : 1.1(d,6H)，3.8(m,1H)，4.4(s,

9、1H),2. 根據(jù)給出的分子式及IR NMR主要數(shù)據(jù), 推測化合物的結(jié)構(gòu)。,分子式： C10H12O2,IR： 3010，2900，1735，1600，1500cm-1,NMR: 1.3 (t, 3H)，2.4 (q, 2H)，5.1 (s, 2H)，7.3 (s, 5H),3. 一化合物分子式為 C9H10O, 其 IR 及 1H NMR譜如下圖。 寫出化合物的結(jié)構(gòu)式, 并指出1H NMR譜中各峰及IR譜中 主要峰的歸屬。,C9H10O,1H NMR : /ppm 7.1,( s, 5H ),3.5,( s, 2H ),2.0,( s, 3H ),IR:,3050cm-1 苯 =C-H,2900cm-1 烷 C-H,1700cm-1 C=O,1600, 1500cm-1 苯 C=C,思考題：,(1) 根據(jù)下面所給的分子式、IR、NMR主要數(shù)據(jù), 推測相應(yīng) 化合物的結(jié)構(gòu)。,C9H10O2 ；IR/cm-1: 3010，3000，1670，1598，1500，1258，