烷烃的红外光谱特征
烷烃中只有C-H键组成的C-H,CH2,CH3基团,纯烷烃的吸收峰只有C-H的伸缩、弯曲振动和C-C骨架振动。
1、νC-H 烷烃的C-H伸缩振动频率
一般不超过3000cm-1,甲基和亚甲基的C-H伸缩分别有对称和不对称振动相应出现四个吸收峰,甲基的C-H伸缩振动,对称的出现在2872cm-1,不对称的出现在2962cm-1;亚甲基的对称出现在2853cm-1,不对称的出现在2926 cm-1。一般不对称的吸收强度稍强,在高分辨的红外仪(光栅型),可以在2853-2962 cm-1处,清楚地观察到这四个峰,而在低分辨的仪器中,两两重叠只能看到两个峰。如下图:
注意:环丙烷的VC-H移向高频,出现在3080-3040cm-1(S)
叔C-H的伸缩吸收很弱,( 2890cm-1左右 )通常消失在其它脂肪族的C-H吸收中,对于鉴定分析用途不大。
2、δC-H : C-H弯曲振动
在1460cm-1和1380cm-1处有特征吸收,前者归于甲基及次甲基的不对称δC-H,后者归于甲基的δS 1380cm-1峰对结构非常敏感,对于识别甲基很有用。
(1)孤立甲基在1380cm-1附近出现单峰,其强度对分子中甲基数目的增多而增强,
(2)偕二甲基 –CH(CH3)2 此峰变为双峰(1391 -1380cm-1(S)和1372-1365 cm-1(S)),而且两个峰的强度大约相等。1380cm-1附近出现双峰是验证分子中有偕二甲基的根据,(必须注意:环己烷醇、甾体和二萜类含有的乙酰氧基-OOC-CH3,其中甲基在1380-1365 cm-1出现双峰,不要误认为分子中有异丙基)。
(3)叔丁基1380 cm-1的峰也分裂为双峰,但这两个峰一强一弱(1380 cm-1为弱峰,1365 cm-1峰为强峰),足以与偕二甲基区分。
(4)当化合物具有四个以上邻接的CH2基团时,几乎总是在(715-725,通常在720cm-1处)有谱带(CH2面内摇摆),它在鉴别上是有用的。
3、C-C骨架振动在1250-800cm-1范围,因特征性不强用途不大。
总结:
d C-H 1460 , 1380cm-1
孤立的甲基-CH3
1380单峰
C(CH3)2 1380双峰,强度1:1 (1391 -1380cm-1, 1372-1365 cm -1)
-C(CH3)3 1380双峰,强度1:2(低频率为高频率峰强度的2倍) ( 1380 cm-1为弱峰,1365 cm-1峰为强峰)
当化合物具有四个以上邻接的CH2基团时,几乎总是在(715-725,通常在720cm-1处)有谱带(CH2以内摇摆),它在鉴别上是有用的。