红外谱图解析基本知识

基团频率区

        中红外光谱区可分成4000 cm^-1 ~1300（1800） cm^-1和1800 （1300 ） cm^-1 ~ 600 cm^-1两个区域。最有分析价值的基团频率在4000 cm^-1 ~ 1300 cm^-1 之间，这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团。

        在1800 cm^-1 （1300 cm^-1 ）~600 cm^-1 区域内，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带。这种振动基团频率和特征吸收峰与整个分子的结构有关。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征。这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。

  基团频率区可分为三个区域

(1) 4000 ~2500 cm^-1  X-H伸缩振动区，X可以是O、N、C或S等原子。

        O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm^-1 范围内，它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。

         当醇和酚溶于非极性溶剂（如CCl₄），浓度于0.01mol. dm^-3时，在3650 ~3580 cm^-1 处出现游离O-H基的伸缩振动吸收，峰形尖锐，且没有其它吸收峰干扰，易于识别。当试样浓度增加时，羟基化合物产生缔合现象，O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移，在3400 ~3200 cm^-1 出现一个宽而强的吸收峰。

         胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500~3100 cm^-1 ，因此，可能会对O-H伸缩振动有干扰。

         C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种：

         饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm^-1以下，约3000~2800 cm^-1 ，取代基对它们影响很小。如-CH₃ 基的伸缩吸收出现在2960 cm^-1和2876 cm^-1附近；R₂CH₂基的吸收在2930 cm^-1 和2850 cm^-1附近；R₃CH基的吸收基出现在2890 cm^-1 附近，但强度很弱。

         不饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm^-1以上，以此来判别化合物中是否含有不饱和的C-H键。

         苯环的C-H键伸缩振动出现在3030 cm^-1附近，它的特征是强度比饱和的C-H浆键稍弱，但谱带比较尖锐。

         不饱和的双键=C-H的吸收出现在3010~3040 cm^-1范围内，末端= CH₂的吸收出现在3085 cm^-1附近。

         叁键ºCH上的C-H伸缩振动出现在更高的区域（3300 cm^-1 ）附近。

 (2) 2500~1900  cm^-1为叁键和累积双键区， 主要包括-CºC、 -CºN等叁键的伸缩振动，以及-C =C=C、-C=C=O等累积双键的不对称性伸缩振动。

         对于炔烃类化合物，可以分成R-CºCH和R¢-C ºC-R两种类型：

         R-CºCH的伸缩振动出现在2100~2140 cm^-1附近；

         R¢-C ºC-R出现在2190~2260 cm^-1附近；

         R-C ºC-R分子是对称，则为非红外活性。

         -C ºN 基的伸缩振动在非共轭的情况下出现2240~2260 cm^-1附近。当与不饱和键或芳香核共轭时，该峰位移到2220~2230 cm^-1附近。若分子中含有C、H、N原子， -C ºN基吸收比较强而尖锐。若分子中含有O原子，且O原子离-C ºN基越近， -C ºN基的吸收越弱，甚至观察不到。

 (3) 1900~1200 cm^-1为双键伸缩振动区

         该区域重要包括三种伸缩振动：

         C=O伸缩振动出现在1900~1650 cm^-1 ，是红外光谱中 特征的且往往是最强的吸收，以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类以及酸酐等有机化合物。酸酐的羰基吸收带由于振动耦合而呈现双峰

        苯的衍生物的泛频谱带，出现在2000~1650 cm^-1范围， 是C-H面外和C=C面内变形振动的泛频吸收，虽然强度很弱，但它们的吸收面貌在表征芳核取代类型上有 一定的作用。

   指纹区

(1) 1800（1300） cm^-1 ~ 900 cm^-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、 P-O、Si-O等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。

         其中：1375 cm^-1的谱带为甲基的d_C-H对称弯曲振动，对识别甲基十分有用，C-O的伸缩振动在1300~1000 cm^-1 ，是该区域最强的峰，也较易识别。

(2) 900 ~ 650 cm^-1区域的某些吸收峰可用来确认化合物的顺反构型。

         利用上区域中苯环的C-H面外变形振动吸收峰和2000~ 1667cm^-1区域苯的倍频或组合频吸收峰，可以共同配合确定苯环的取代类型。