主要官能团的红外光谱区域范围

主要官能团的红外光谱区域范围相关峰是指一组相互依存，相互佐证的吸收峰。一个基团有数种振动形式，每种红外活性的振动都通常相应给出一个吸收峰。如芳环化合物相关峰有五种振动形式：、泛频区、、和，可作为佐证苯环存在的依据。第二节有机药物的典型红外吸收光谱一、脂肪烃类化合物（一）烷烃类化合物烷烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有碳—氢伸缩振动（）和面内弯曲振动（）吸收峰。1．：在3000cm-1~2845cm-1范围内出现强的多重峰。—CH3：2970cm-1~2940cm-1(s)，2875cm-1~2865cm-1(m)。甲氧基中的甲基，由于氧原子的影响，一般在2830cm-1附近出现尖锐而中等强度的吸收峰。—CH2—：2932cm-1~2920cm-1(s)，2855cm-1~2850cm-1(s)，环烷烃、与卤素等相连接的—CH2向高频区移动。—CH—：在2890cm-1附近，但通常被—CH3和—CH2—的伸缩振动所掩盖。2．：面内弯曲振动出现在1490cm-1~1350cm-1。—CH3：~1450cm-1(m)，~1380cm-1(s)，峰的出现是化合物中存在甲基的证明。当化合物中存在有—CH(CH3)2或—C(CH3)3时，由于振动偶合，1380cm-1峰发生分裂，出现双峰。—CH2—：~1465cm-1(m)。3．：在有—(CH2)n—直链结构的化合物中，—CH2—的面内摇摆（）在810cm-1～720cm-1内变化，n越大，越小，当n4时，—CH2—的在720cm-1。（二）烯烃类化合物烯烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有碳—氢伸缩振动（）、碳—碳伸缩振动（）和碳—氢面外弯曲振动（）吸收峰。1．：出现在3100cm-1~3010cm-1范围内，强度都很弱。2．：非共轭发生在1680cm-1~1620cm-1，强度较弱；共轭向低频方向移动，发生在1600cm-1附近，强度增大。3．：出现在990cm-1~690cm-1范围内，强度较强，它可以用来判断双键上的取代个数、取代位置、类型及顺反异构，是烯烃类化合物结构确定最有价值的振动形式（见附录）。4.在环状烯烃中,随着环元素的减少，环张力增加,环外双键振动频率增加；而环内双键振动频率减小，环丁烯达最小，环元素继续减少，振动频率反而增加。（三）炔烃类化合物炔烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有和吸收峰。1．：发生在3360cm-1~3300cm-1，吸收峰强且尖锐。2．：发生在2260cm-1~2100cm-1区域内;：在2140cm-1~2100cm-1；：在2260cm-1~2190cm-1。正辛烷、1—辛烯、1—辛炔的红外光谱见图2-5二、芳香烃类化合物芳香族化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、、泛频区、和。1．：苯环的=CH伸缩振动通常发生在3030cm-1，中等强度。2．苯环的骨架振动（）：在1650cm-1~1450cm-1范围内出现多个吸收，其中~1600cm-1和~1500cm-1的两吸收最为重要。未与取代基共轭，~1600cm-1和~1500cm-1；共轭后除1600cm-1和~1500cm-1外，又出现一个~1580cm-1吸收。当分子对称时，~1600cm-1谱峰很弱不易识别。3．泛频区：芳香族化合物面外弯曲振动的泛频峰出现在2000cm-1~1660cm-1范围内，强度很弱，这一范围内的吸收峰的形状和数目，可以提供芳香族化合物取代类型的重要信息。4．：出现在1225cm-1~955cm-1范围内，特征性较差，不易识别。5．：芳香环的碳氢面外弯曲振动在900cm-1~650cm-1范围内出现强的吸收峰，该吸收峰的位置、个数和形状可用来鉴定苯环上取代基个数和类型（见附录）。甲苯、邻—氯甲苯、间—甲苯胺、对—氯甲苯的红外光谱见图2-6图2-6甲苯、邻—氯甲苯、间—甲苯胺、对—氯甲苯的红外光谱例1下列化合物的红外光谱有何不同?解：(A)、(B)、（C）主要在900cm-1~650cm-1区间内的吸收不同，(A)为邻双取代，四个相邻的H原子相互偶合，在750cm-1附近出现一强的吸收峰。(B)为间双取代，三个相邻的H原子相互偶合，在810cm-1~750cm-1和725cm-1~680cm-1区间内出现两个较强的吸收峰，孤立的H在900cm-1~860cm-1之间有一中等强度的吸收峰。（C）为对双取代，两个相邻的H相互偶合，在860cm-1~800cm-1区间内出现一强的吸收峰。三、醇和酚、醚类化合物（一）醇和酚类化合物醇类和酚类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、和。：游离的醇或酚位于3650cm-1~3600cm-1范围内，峰形尖锐。形成氢键后，向低频区移动，在3500cm-1~3200cm-1范围内产生一个强的宽峰。：伯醇1050cm-1，仲醇1100cm-1，叔醇1150cm-1，酚1220cm-1。可用于区别伯、仲、叔醇以及区别醇或酚。：波数位于1400cm-1~1200cm-1区间，与其它峰相互干扰，应用受到限制。图2-7正己醇、2—丁醇、丁醚的红外光谱四、羰基类化合物羰基化合物中偶极矩变化大，其吸收峰强，是鉴定羰基化合物的特征吸收。不同羰基化合物吸收波数见表2-3。表2-3羰基化合物吸收波数酸酐Ⅰ酰氯酸酐Ⅱ酯醛酮羧酸酰胺1810cm-11800cm-11760cm-11735cm-11725cm-11715cm-11710cm-11690cm-1（一）醛类化合物醛类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、。非共轭醛的羰基伸缩振动发生在1725cm-1附近，共轭时吸收峰向低频方向移动。醛类化合物羰基的C—H伸缩振动()，一般在~2820cm-1和~2720cm-1处出现两个强度大致相等的吸收峰，是鉴别醛类化合物的特征吸收。（二）酮类化合物酮类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有。非共轭酮的羰基伸缩振动发生在1715cm-1附近，共轭使吸收峰向低频方向移动。环酮随着环张力的增大，吸收向高频方向移动。如：（三）羧酸及其羧酸盐羧酸类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、、和。1．：游离OH的一般发生在~3550cm-1，峰形尖锐。缔合OH的，发生在3000cm-1~2500cm-1，峰型宽、钝且强。2．：游离C=O的一般发生在~1760cm-l。缔合C=O的，一般出现在1725cm-1~1705cm-1，峰宽且强。发生共轭，向低频方向移动。3．：在950cm-1~900cm-1(920cm-1)区间产生一谱带，强度变化很大。4．羧酸盐离子()有对称的伸缩振动~1400cm-1和不对称的伸缩振动1610cm-1~1550cm-1，吸收峰都比较强，很特征。（四）酯类化合物酯类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、。1．：非共轭酯出现在1740cm-1~1725cm-1；共轭酯羰基吸收峰向低频方向移动。环内酯由于环张力，向高波数位移，如：γ-丁内酯1760cm-1。2．：位于1300cm-1~1050cm-1区间，表现出了和，其中在1300cm-1~1150cm-1，强度大且宽，在酯类化合物结构分析中较为重要。（五）酰胺类化合物酰胺类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、、和。1．：伸缩振动在3500cm-1~3100cm-1区间。伯酰胺在游离状态时在~3500cm-1和~3400cm-1处出现强度大至相等的双峰，缔合状态时此二峰向低频方向移动，位于~3300cm-1和~3180cm-1处。仲酰胺在游离状态时，在3500cm-1~3400cm-1区域内出现一个峰，缔合状态位于3330cm-1~3060cm-1内。N—H伸缩振动的峰比O—H伸缩振动峰弱而尖锐。2．：伯酰胺：游离态在~1690cm-1，缔合态~1650cm-1；仲酰胺：游离态~1680cm-1，缔合态~1640cm-1；叔酰胺：~1650cm-1。3．：伯酰胺出现在1640cm-1~1600cm-1；仲酰胺出现在1570cm-1~1510cm-1。游离态在高波数区，缔合态在低波数区，非常特征，可用于区分伯、仲酰胺。4．：伯酰胺出现在~1400cm-1，仲酰胺出现在~1300cm-1，峰很强。（六）酰卤类化合物酰卤类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、脂肪酰卤的位于~1800cm-1，酰卤的C=O与双键共轭时，位于1850cm-1~1765cm-1。吸收在1250cm-1~910cm-1区间，峰形较宽。（七）羧酸酐类化合物羧酸酐类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、酸酐的的两个羰基由于振动偶合，在1860cm-1~1800cm-1区间（）和1775cm-1~1740cm-1区间（）出现两个强的吸收峰。苯甲醛、苯乙酮、苯甲酸、苯甲酸甲酯、苯甲酰胺、乙酸酐的红外光谱见图2-8。例2下列化合物在3650cm-1~1650cm-1区间内红外光谱有何不同?解：(A)、(B)、(C)、（D）在1735cm-1~1650cm-1区域内均有强的吸收。(A)在3000cm-1~2500cm-1区间内应有一胖而强的O—H伸缩振动峰。(B)在2820cm-1和2720cm-1有两个中等强度的吸收峰。(D)在3300cm-1和3180cm-1有两个强度几乎相等的双峰。(C)除1715cm-1羰基峰外，无特征峰。图2-8苯甲醛、苯乙酮、苯甲酸、苯甲酸甲酯、苯甲酰胺、乙酸酐的红外光谱五、含氮有机化合物（一）胺类化合物胺类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、和。1．：伸缩振动位于3500cm-1~3300cm-1区间。伯胺（游离）~3490cm-1、~3400cm-1出现双峰；仲胺（游离）3500cm-1~3400cm-1区域出现单峰。缔合后向低频方向移动。脂肪仲胺的强度弱，芳香仲胺的强度则很强。2．：伯胺出现在1650cm-1~1570cm-1。仲胺出现在~1500cm-1。3．：脂肪族胺出现在1250cm-1~1020cm-1。芳香族胺出现在1380cm-1~1250cm-1。正丁胺、二丁胺、三丁胺红外光谱见图2-9图2-9正丁胺、二丁胺、三丁胺红外光谱（二）硝基类化合物硝基类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有和。1．：1600cm-1~1500cm-1()和1390cm-1~1300cm-1()出现两个吸收峰。2．：出现在920cm-1~800cm-1。（三）氰类化合物氰类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有。在2260cm-1~2215cm-1出现中等强度的尖峰，容易辨认。