复习波谱分析(全套ppt课件)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 紫外吸收光谱法,(UV),第二章 红外光谱,(IR),第四章核磁共振( 1,H-NMR),第五章 质谱法 (,MS),第一章 紫外吸收光谱法 (UV),1,真空紫外区,普通紫外区,可见光区,100,nm,200,nm,400,nm,800,nm,辐射易为空气中的氮、氧吸收，必须在真空中才可以测定，对仪器要求高,空气无吸收，在有机结构分析中最为有用。,空气无吸收，在有机结构分析中最为有用。,紫外-可见光的波长范围,紫外-可见光谱的基本原理,真空紫外区普通紫外区可见光区100nm200nm400nm8,2,有机分子电子跃迁类型,*,饱和烃类化合物,CH,4,max 125nm,C,2,H,6,max 135nm,(,150nm),在远紫外区吸收,n,*,含杂原子的饱和烃,CH,3,OH,max 183nm,CH,3,NH,2,max 213nm,CH,3,Cl,max 173nm,(,200nm),在远、近紫外交界处吸收,* n,*,C=C,max 162nm C=C-C=O,C=C-C=C,max 217nm C=C-NO2,苯,(,200,nm) (,200,400nm),在近紫外区吸收,有机分子电子跃迁类型* n*,3,*,*,n,E,电子跃迁的类型不同，实现跃迁所需的能量不同，跃迁能量越大，则吸收光的波长越短。各种跃迁所需的能量跃迁顺序为：,*n* n*,*,有机分子电子跃迁类型,*,4,的大小表示这个分子在吸收峰的波长可以发生能量转移(电子从能位低的分子轨道跃迁到能位高的分子轨道)的可能性,值大于,10,4,：完全允许的跃迁,值小于,10,3,：跃迁几率较低,值小于几十：跃迁是禁阻的,紫外光谱的表示方法,的大小表示这个分子在吸收峰的波长可以发生能量转移(电子从能,5,基本术语,生色团：,产生紫外或可见吸收的不饱和基团，如C=C、C=O、NO,2,等。,助色团,其本身是饱和基团(常含杂原子)，它连到生色团上时，能使后者吸,收波长变长或(和)吸收强度增加，如-OH、-NH,2,、Cl等,。,蓝移,(,blue shift),吸收峰向短波长方向移动,红移,(,red shift),吸收峰向长波长方向移动,增色效应,使吸收强度增加的效应,减色效应,使吸收强度减小的效应,基本术语生色团：蓝移(blue shift) 红移(red,6,各类化合物的紫外吸收,1.饱和的碳氢化合物：唯一可发生的跃迁为*，能级差很大，紫外吸收的波长很短，属远紫外范围，不能用一般的紫外分光光度计进行测定。 2.含饱和杂原子的化合物：含饱和杂原子的基团一般为助色团。这样的化合物有n*跃迁，但一般在近紫外区仍无明显吸收。,一般的饱和有机化合物在近紫外区无明显吸收，不能用于紫外光谱鉴定，它们在近紫外区对紫外线是透明的，故常可用作紫外测定的良好溶剂。,饱和的有机化合物,各类化合物的紫外吸收1.饱和的碳氢化合物：唯一可发生的跃迁为,7,这些化合物都含有电子，可以发*,的跃迁，但若无助色团的作用。在近紫外,区仍无明显吸收。,含非共轭烯、炔基团的化合物,这些化合物都含有电子，可以发*含非共轭烯、炔基团的化,8,这些化合物的,n*,跃迁(,R,吸收带,)在紫外区，但,n*,跃迁为禁阻跃迁，吸收强度低，在紫外鉴定中有一定的作用。,含,OH，NH,2,和不饱和基等基团的化合物,这些化合物的n*跃迁(R 吸收带)在紫外区，但n*跃,9,(1),共轭双烯,一般把共轭体系的,*,吸收带称为,K,带。,K,带对近紫外吸收是重要的，因其出现在近紫外范围，且摩尔吸光系数也高一般,max10000。,共轭体系越长，其最大吸收越移往长波方向，甚至到可见光部分。随着吸收移向长波方向，吸收强度也增大。,*,2,*,1,2,*,1,乙烯,丁二烯,含共轭体系的分子,(1) 共轭双烯 一般把共轭体系的*吸收,10,母体基本值 ,max,/nm,开链共轭双烯 217,异环共轭双烯 214,同环共轭双烯 253,官能团对,max,的影响,共轭体系每增加一个双键,30,共轭体系每增加一个环外双键,5,共轭体系每增加一个烷基,R 5,助色团,-Cl, -Br 5,-OR 6,-SR 30,-NR,2,60,-OCOR 0,溶剂校正,0,Woodwards,规则*,母体基本值,11,(2),共轭醛、酮,有,n*,和,*,跃迁，即具有两个吸收峰，二者波长范围均在紫外区内。,K,带,*,max=237nm,=10,4,R,带,n,*,max=325nm,=10,2,(2) 共轭醛、酮 有n*和*跃迁，即具,12,母体基本值 ,max,/nm,醛类 207,五元环烯酮 202,开链或大于五元环烯酮 215,羧酸或酯类 193,或,位单烷基取代,208,，,或,， ,位双烷基取代,217,，,， ,位三烷基取代,225,Woodwards,规则,母体基本值,13,官能团对,max,的影响 ,/nm,同环共轭双烯 39,扩展共轭双烯 30,环外双键 5,取代基,烷基,10,12,以上， 18,-,OH,35,30,以上， 50,Woodwards,规则,官能团对max的影响,14,官能团对,max,的影响 ,/nm,-,OR,35,30,17, 31,-,SR,85,-,OAC,、,、,6,-,NRR,，,95,-,Cl,15, 12,-,Br,25, 30,Woodwards,规则,官能团对max的影响,15,(1)苯,苯环显示三个吸收带，它们均起源于苯环,*,跃迁。,芳香族化合物,(1)苯 苯环显示三个吸收带，它们均起源于苯环,16,溶剂效应,极性溶剂使,n,*,吸收带,(,R,带,),蓝,移,*,吸收带,(,K,带,),红,移,溶剂与羰基形成氢键,n,*,吸收带,(,R,带,),蓝,移,影响紫外光谱吸收峰位置的因素,溶剂效应极性溶剂使n*吸收带(R带)蓝移*吸收带(,17,*,n,E,Ep,C=O,C=O,+,-,极性低的溶剂,极性高的溶剂,Ep ,E,吸收带,(,R,带,),蓝,移,n,*,跃迁的溶剂效应,*nEEpC=OC=O+-极性低的溶剂极性高的,18,第二章 红外光谱,引言,红外光谱的发展,两者得到的信息可以互补。,第二章 红外光谱引言两者得到的信息可以互补。,19,跃迁时能级变化的大小为：, ,。,能级变化大的出峰在高频区，即波数值大；能级变化小的出峰在低频区，即波数值小。,谱带的,位置,(,波数,),由,能级变化,的大小确定。,谱带的,位置,(,波数,),也就是振动时吸收红外线的波数。,跃迁时能级变化的大小为： ,20,谱带的,强度,主要由两个因素决定：,一是,跃迁的几率,，跃迁的几率大，吸收峰也就强。,二是振动中,偶极矩变化的程度,。瞬间偶极矩变化越大，吸收峰越强。,跃迁的几率与振动方式有关,:,基频,(V,0,V,1,),跃迁几率大，所以吸收较强；,倍频,(V,0,V,2,),虽然偶极矩变化大，但跃率几率很低，使峰强反而很弱。,谱带的强度主要由两个因素决定： 一是跃迁的几率，跃迁的,21,偶极矩变化的大小与以下四个因素有关：,（1,）化学键两端原子的,电负性差,越大，引起的红外吸收 越强。,故吸收峰强度为,OH,C-H,C-C,。,(2,）,振动方式,。相同基团的振动方式不同，分子的电,荷分布也不同，偶极矩变化也不同。,反对称伸缩振动比对称伸缩振动的吸收强度大；,伸缩振动的吸收强度比变形振动的吸收强度大。,偶极矩变化的大小与以下四个因素有关： （1）化学键两端原子的,22,（,4,）其他因素,:,(a),氢键,的形成使有关的吸收峰变宽变强。,(b),与极性基团,共轭,使吸收峰增强。如,C=C,、,CC,等,基团的伸缩振动吸收很弱。但是，如果它们与,C=O,或,CN,共轭，吸收强度会大大增强。,（,3,）分子的,对称性,。,结构为中心对称的分子，若其振动也中心对称，则此振动的偶极矩变化为零。如,CO,2,的对称伸缩振动没有红外活性。,对称性差的振动偶极矩变化大，吸收峰强。,（4）其他因素:（3）分子的对称性。,23,中红外区,(4000400cm,-1,),分成两部分,:,官能团区,(37001333cm,-1,),;,指纹区,(1333650cm,-1,),。,官能团的特征吸收大多出现在官能团区。,而有关的分子精细结构特征，如取代类型、几何异构、同分异构在指纹区可以观察到。,中红外区(4000400cm-1)分成两部分:,24,烷烃,(a)CH,的伸缩振动：基本在,29752845cm,-1,之间，包括甲基、亚甲基和次甲基的对称及不对称伸缩振动。,(b)CH,的变形振动：在,1460,附近、,1380,附近及,720810cm,-1,会出现有关吸收。,(c)C-C,环的骨架振动,在,7201250cm,-1,。,烷烃 (a)CH的伸缩振动：基本在29752845cm-1,25,(1),甲基,(CH,3,):,(a),甲基主要具有下列吸收,2960,士,15cm,-1,(s), 2870,士,l0cm,-1,(sm),1465,士,l0cm,-1,(m), 1380cm,-1,左右,(b),当,CH,3,连接于不同基团上后，其吸收带发生位移，强度也会有变化。,(1)甲基(CH3): (a)甲基主要具有下列吸收(b)当C,26,（,c,）,CH,3,的 随着结构变化也有变化。,(d),当甲基与杂原子相连时， 的吸收位置为：,P-CH,3,1300cm,-1,，,Si-CH,3,1255cm,-1,，,S-CH,3,1312cm,-1,。,C(CH,3,),3 ：,1380cm,-1,左右分裂成强度不等的两个峰,:,1395cm,-1,(m),1365cm,-1,(S),。,CH(CH,3,),2,(,即偕二甲基,) ：,1380cm,-1,左右 分裂成二个强度大体相等的吸收，一个在,1385cm,-1,附近，一个在,1375cm,-1,附近。,（c）CH3的 随着结构变化也有变化。,27,(2),亚甲基,(CH,2,),(a),亚甲基主要有如下吸收,2925,士,10cm,-1,(s), 2850,士,10cm,-1,(s),CH,1465,士,20cm,-1,(b),-(CH,2,),n,-,结构中，,CH,2,的面内摇摆在,720810 cm,-1,之间变化，其数值与,n,的数值有关。,（c,）无,1380,的峰。,(2)亚甲基(CH2)(a)亚甲基主要有如下吸收(b) -(,28,(3),次甲基,(CH),次甲基在两处有弱的吸收，并常被其他吸收所掩盖。,2890,士,l0 cm,-1,(w), 1340cm,-1,CH,(w),（,CH,2,）,n,结构中亚甲基面内摇摆振动,结构 谱带,(cm,-1,),结构 谱带,(cm,-1,),C- CH,2,-CH,3,770 C- CH,2,-C 810,C-( CH,2,),2,-CH,3,750-740 C-( CH,2,),2,-C 754,C-( CH,2,),3,-CH,3,740-730 C-( CH,2,),3,-C 740,C-( CH,2,),4,-CH,3,730-725 C-( CH,2,),4,-C 725,C-(CH,2,)n-CH,3,(n,4) 722 C-(CH,2,),n,-C(n,4) 722,(3) 次甲基(CH)（CH2）n 结构中亚甲基面内摇摆振,29,庚烷,CH,3,(CH,2,),5,CH,3,的红外光谱图,庚烷CH3(CH2)5CH3的红外光谱图,30,的红外光谱,的红外光谱,31,烯烃,（,1,）烯烃有三个特征吸 区,(a)31003000cm,-1,，,=CH,(b)16801620cm,-1,，,C=C,(a),、,(b),用于判断烯键的存在与否。,(c)l000650cm,-1,，烯碳上质子的面外摇摆振动,=CH,，用于判断烯碳上取代类型及顺反异构。,烯烃（1）烯烃有三个特征吸 区 (b)16801620,32,=CH,3000cm,-1,，这是不饱和碳上质子与饱和碳上质子的,重要区别,，饱和碳上质子,CH,3000cm,-1,。,在,6501000cm,-1,区域，根据烯氢被取代的个数、取代位置及顺反异构的不同，出峰个数、吸收峰波数及强度有区别，可用于判别烯碳上的取代情况及顺反异构。,（,2,）不同类型烯烃的特征频率见下表,3-5,。,在6501000cm-1区域，根据烯氢被取代的个数,33,不同类型烯烃特征频率表,(cm,-1,),取代烯烃,RCH=CH,2,3095 2975 3040 1645 915 995 1840,3075 3010 1640 905(s) 985 1805(w),R,1,R,2,C=CH,2,3095 2975 / 1660 895 / 1800,3050 1640 885(s) 1780(w),R,1,R,2,C=CR,3,H 3040 1690 830,3020 1670 810(s),R,1,HC=CR,2,H 3040 1665 730,（顺式）,3010,1635,665(s),R,1,HC=CR,2,H,（反式）,3040 1675 980,3010 1665 960(s),R,1,R,2,C=CR,3,R,4,w,或无,不同类型烯烃特征频率表(cm-1),34,(3),C=C,的位置及,强度,与烯碳的取代情况及分子,对称性,密切相关。,乙烯基型的,C=C,出现在,1640cm,-1,附近。,有对称中心时，,C=C,看不到。,烯键与,C=C,、,C=O,、,C,N,及芳环等共轭时，强度大大加强。,(3),35,(4),环状烯烃中, 环变小时，,C=C,向低频移动，而烯碳上质子的,=CH,则向高频移动。,C=C,(cm,-1,) 1646 1611 1566 1641,=CH,(cm,-1,) 3017 3045 3060 3076,(4)C=C(cm-1) 1646,36,1-,己烯的红外光谱图,1642,cm,-1,是,C=C,，910cm,-1,=,CH2,，993cm,-1,是,=,CH,，,820cm,-1,的小峰为910,cm,-1,的倍频。,=,CH,在3083,cm,-1,。,1-己烯的红外光谱图1642 cm-1是C=C ，910c,37,C=C,在1666,cm,-1,。,808,cm,-1,=,CH，,3033,cm,-1,为,=,CH,，,小于3000,cm,-1,那一组峰为,CH,。,1384和1373,cm,-1,是偕二甲基 。1460,cm,-1,吸收为甲基和亚甲基的,。,C=C在1666 cm-1。808cm-1,38,炔烃,（,1,）炔烃有三个特征吸收带：,CH,33403260cm,-1,(S,，尖,),C,C,22602100cm,-1,(mW),700610cm,-1,(S,、宽,),(2),CH,与,OH,及,NH,有重叠，,CH,比后两者尖。,(3),C,C,与,C=C,类似，,强度随分子对称性及共轭情况,的不同而变化。分子有中心对称时，,C,C,看不到。分子与其他基团共轭时，,C,C,强度大大增强 。,（,4,）,X,Y,X=Y=Z,类化合物与,C,C,有重叠的吸收。如：,C,N,22602210cm,-1,(s),C=C=C,19501930cm,-1,(s),N=C=O,22802260cm,-1,(s),C=C=O,2150cm,-1,(s),，,炔烃（1）炔烃有三个特征吸收带：(2)CH与OH及N,39,复习波谱分析(全套ppt课件),40,复习波谱分析(全套ppt课件),41,芳香烃,(1),苯环在四个区有其特征吸收：,31003000,、,20001650,、,16251450,及,900650cm,-1,.,(2,）,=CH,出现在,31003000cm,-1,，常常在,3030cm,-1,附近。,(3),苯环的骨架振动：在,16251450cm,-1,之间，可能有几个吸收，强弱及个数皆与结构有关。,其中以,1600cm,-1,和,1500cm,-1,两个吸收为主。,苯环与其他基团,共轭,时，,1600cm,-1,峰分裂为二，在,1580cm,-1,处又出现一个吸收。,1450cm,-1,也会有一吸收。,芳香烃(1)苯环在四个区有其特征吸收：31003000、2,42,（,4,）面外变形振动,=CH,在,900650cm,-1,，按其位置、吸收峰个数及强度可以用来判断苯环上,取代基个数及取代模式。,苯环的邻接氢有下列五种情况，一般情况是邻接氢的数目越少，芳环质子频率越高。,苯环上有五个邻接氢：,770730cm,-1,(VS),710690cm,-1,(S),苯环上有四个邻接氢：,770735cm,-1,(VS),苯环上有三个邻接氢：,810750cm,-1,(VS),，,苯环上有二个邻接氢：,860800cm,-1,(VS),苯环上有孤立的氢：,900860cm,-1,(S),（4）面外变形振动=CH在900650cm-1，按其位置,43,（,5,）苯环质子的面外变形振动的倍频及组合频在,20001650cm,-1,。也可以用于确定苯环取代类型。,（,6,）其他,除了上述按邻接氢判断在,900650cm,-1,的谱带外，在这区域可能还会有另外的吸收出现。,（,a,）间位二取代在,725680cm,-1,有强吸收。,(b)1,、,2,、,3-,三取代化合物另外在,745705cm,-1,有强吸收。,（,c,）,1,、,3,、,5 -,三取代化合物另外在,755675cm,-1,有强吸收。,（5）苯环质子的面外变形振动的倍频及组合频在20,44,=CH,在,3018cm,-1,，骨架振动在,1606,、,1495,及,1466cm,-1,，四个邻接氢的吸收在,742cm,-1,。,=CH在3018cm-1，骨架振动在1606、1495及1,45,醇和酚,（,1,）醇和酚都含有羟基，有三个特征吸收带：,OH,OH,和,C-O,。,（,2,）羟基的伸缩振动,OH,在,36703230cm,-1,(S),。,游离的羟基,OH,尖,且大于,3600cm,-1,；,缔合羟基移向低波数，峰加宽，小于,3600cm,-1,。,缔合程度越大，峰越宽，越移向低波数处。,水和,NH,在此有吸收。,醇和酚（1）醇和酚都含有羟基，有三个特征吸收带：OH,O,46,（,3,） 在,14201260cm,-1,。,C-O,在,12501000cm,-1,。,吸收位置与伯、仲、叔醇和酚的类别有关。,表,3-6,醇酚的,OH,和,C-O,吸收带,化合物,C-O,伯醇,13501260 10701000,仲醇,13501260 11201030,叔醇,14101310 11701100,酚,14101310 12301140,（3） 在14201260cm-1。C-O,47,1-,辛醇的红外光谱图,OH,在,3338cm,-1,C-O,在,1059cm,-1,1-辛醇的红外光谱图,48,醚,（,1,）醚的特征吸收为碳氧碳键的伸缩振动 和,。,(a),脂肪族醚,(R-O-R),：,脂肪族醚中 弱。,在,11501050cm,-1,(S),(b),芳香族醚和乙烯基醚：,Ph-O-R,、,Ph-O-Ph,和,R-C=C-O-R,13101020cm,-1,为 的强吸收，,10751020cm,-1,处为 强度较弱。,醚（1）醚的特征吸收为碳氧碳键的伸缩振动,49,（,2,）一般情况下，只用,IR,来判别醚是困难的。因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯类都会在,11001250cm,-1,范围有强的,C-O,吸收。,(c),环氧化合物,环氧化合物有三个特征吸收带，即所谓的,8,峰、,11,峰、,12,峰。,8,峰,12801240cm-1(Sm),11,峰,950810cm-1(Sm),12,峰,840750cm-1,（,Sm),（2）一般情况下，只用IR来判别醚是困难的。因其他一些含氧化,50,酮,基本上在,19001650cm,-1,范围内，常常是第一强峰。,C=O,对化学环境比较敏感。,（,1,）酮的特征吸收为,C=O,，常是第一强峰。饱和脂肪酮的,C=O,在,17251705cm,-1,。,（,2,）,-C,上有吸电子基团将使,C=O,升高。,R-CO-R,，,(R,R,，,为烷基,),C=O,17251705cm,-1,R-CHCl-CO-R,，,C=O,17451725cm,-1,R-CHCl-CO-CHCl-R,，,C=O,17651745cm,-1,酮 基本上在19001650cm-1范围内，常常是,51,(3),羰基与苯环、烯键或炔键共轭后，使羰基的双键性减小,力常数减小，使,C=O,移向低波数 。,R-CO-CH=CH-R,，,C=O,16951665cm,-1,Ph-CO-R,，,C=O,16801665cm,-1,(4),环酮中,C=O,随张力的增大波数增大。,环己酮中,C=O,1718cm,-1,；,环戊酮中,C=O,1751cm,-1,；,环丁酮中,C=O,1775cm,-1,。,(3)羰基与苯环、烯键或炔键共轭后，使羰基的双键性减小,力常,52,（5),二酮的,C=O,吸收,-,二酮,R-CO-CO-R,，在,17301710cm,-1,有一强吸收。,-,二酮,R-CO-CH,2,CO-R,，有酮式和烯醇式互变异构体。,酮式 烯醇式,在,17301690cm,-1,有两个强,C=O,吸收,烯醇式在,16401540cm,-1,有一个宽而很强的,C=O,吸收。,（5)二酮的C=O吸收 -二酮R-CO-CO-,53,3-,戊酮的红外光谱图,3-戊酮的红外光,54,苯乙酮的红外光谱图,在苯乙酮中羰基因为与苯环共轭，所以,C=O,在,1680cm,-1,。,苯,55,醛,(R-CHO),（,1,）醛有,C=O,和醛基质子的,CH,两个特征吸收带。,(2),醛的,C=O,高于酮。,饱和脂肪醛,(R-CHO),C=O,：,17401715cm,-1,-,不饱和脂肪醛,C=O,：,l7051685cm,-1,芳香醛,C=O,：,17101695cm,-1,（,3,）醛基质子的伸缩振动,醛基的,CH,在,28802650cm,-1,出现两个强度相近的中强吸收峰,，一般这两个峰在,2820cm,-1,和,27402720cm,-1,出现，后者较尖。,这两个吸收是由于醛基质子的,CH,与,CH,的倍频的费米共振产生。,醛 (R-CHO)（1）醛有C=O和醛基质子的CH两个,56,苯甲醛的红外光谱图,2820,、,2738cm,-1,为醛基的,C-H,伸缩振动，,1703cm,-1,是,C=O,苯甲,57,羧酸,(RCOOH),羧酸在液体和固体状态，一般以,二聚,体形式存在：,羧酸分子中既有羟基又有羰基，两者的吸收皆有。,（,1,）羧酸,C=O,高于酮的,C=O,。,这是,OH,的作用结果。,单体脂肪酸,C=O,1760cm,-1,；,单体芳香酸,C=O,1745cm,-1,二聚脂肪酸,C=O,17251700cm,-1,；,二聚芳香酸,C=O,17051685cm,-1,羧酸(RCOOH) 羧酸在液体和固体状态，一般以二聚体形式存,58,(2),OH,二聚体,OH,在,32002500cm,-1,一个较大的范围内，以,3000cm,-1,为中心有一个宽而散的峰。,此吸收在,27002500cm,-1,常有几个小峰。,(2)OH,59,（,3,）,CH,2,的面外摇摆吸收：,晶态的长链羧酸及其盐在,13501180cm,-1,出现峰间距相等的特征吸收峰组，峰的个数与亚甲基个数有关。,当链中不含不饱和键时，若含有,n,个亚甲基，,n,l0,时,n,若为偶数，谱带数为,n/2,个；若,n,为奇数，谱带数为（,n+1,）,/2,个。,（,4,）在,955915cm,-1,有一特征性宽峰，,是酸的二聚体中,OHO=,的面外变形振动引起。,（3）CH2的面外摇摆吸收：（4）在955915cm-1有,60,（,5,）羧酸盐,羧酸根,-COO,-,无,C=O,吸收。,COO,-,是一个共轭体系,两个 振动偶合，在两个地方出现其强吸收，反对称伸缩振动在,16101560cm,-1,；对称伸缩振动在,14401360cm,-1,，强度弱于反对称伸缩振动吸收，并且常是二个或三个较宽的峰。,（5）羧酸盐 羧酸根-COO-无C=O吸收。,61,苯甲酸的红外光谱图,25003300cm,-1,为,OH,，,1689cm,-1,为,C=O,，,1294cm,-1,为,C-O,943,为,OH,O=,苯甲,62,苯甲酸钠的,IR,谱图,在1563、1413,cm,-1,苯甲酸钠的IR谱图在1563、1413cm-1,63,酯,(RCOOR),（,1,）酯有两个特征吸收，即,C=O,和,C-O-C,。,（,2,）酯羰基的伸缩振动,C=O,：,R-CO-OR (RR,为烷基,) 17501735cm,-1,(S),Ph-CO-OR,、,C=C-CO-OR 17301717cm,-1,(S),R-CO-O-C=C,、,R-CO-OPh 18001770cm,-1,(S),(3),C-O-C,在,13301050cm,-1,有两个吸收带，即 和 。 其中 在,13301150cm,-1,，峰强度大而且宽，常为第一强峰。,酯(RCOOR)（1）酯有两个特征吸收，即C=O和C-,64,酯,酯 谱带位置（,cm,-1,）,HCOOR 12001180,、,不饱和酸酯,13301160,CH,3,COOR 12301200,Ph-COOR 13301230,CH,3,CH,2,COOR 11971190,内酯,12501370,CH,3,CH,2,CH,2,COOR 12651262,，,11941189,碳酸二烷基酯,12901265,高级脂肪酸酯,12001180,*,液态或,CHCl,3,溶液中测定,65,(4),内酯的,C=O,与环的大小及共轭基团和吸电子取代基团的连接位置有关。,C=O,(cm,-1,) 1818 1770 1735 1727,(4)内酯的C=O与环的大小及共轭基团和吸电子取代基团的,66,乙酸乙酯的红外光谱图,1743,为,C=O,，,1243,为 是第一强峰。,67,酸酐,(R-CO-O-CO-R),(1),酸酐的特征吸收为,C=O,和,C-O,。,(2) ,C=O,有,两个,C=O,吸收，相差约几十,cm,-1,，,两个,C=O,分别在,18601800cm,-1,和,18001750cm,-1,。,开链酸酐的,C=O,中高波数吸收带强，而环状酸酐中低波数的,C=O,强。,（,3,）,C-O,吸收,饱和的脂肪酸酐在,11801045Cm,-1,有一强吸收，环状酸酐在,13001200cm,-1,，有一强吸收。各类酸酐在,1250cm,-1,都有一中强吸收,。,酸酐(R-CO-O-CO-R)(1)酸酐的特征吸收为C=O,68,乙酸酐的红外光谱图,1827,、,1755,为,C=O,，,1825,强；,1124,为,C-O,69,的红外光谱,的红外光谱,70,酰卤,(R-CO-X),(l) ,C=O,卤素原子的吸电子效应，使,C=O,移向高波数。,液体脂肪族酰卤在,18101795cm,-1,有一强吸收带。,芳香族酰卤或,、,不饱和酰卤在,17801750cm,-1,。,（,2,）,C-C(O),的伸缩振动,脂肪酰卤在,965920cm,-1,，芳香酰卤在,890850cm,-1,。芳香酰卤在,1200cm,-1,还有一吸收。,酰卤(R-CO-X)(l) C=O（2）C-C(O)的伸缩,71,酰胺,（,R-CO-NR,2,）,（,1,）伯酰胺,(RCONH,2,),(a),NH,：,NH,2,在,35403180cm,-1,有两个尖的吸收带。,在稀的,CHCl,3,溶液中测试时，在,34003390cm,-1,和,35303520cm,-1,出现。,(b) ,C=O,：即酰胺,I,带。出现在,16901630cm,-1,。,（,c)NH,2,面内变形振动：即酰胺,带。此吸收较弱，并靠近,C=O,。一般在,16551590cm,-1,。,（,d),C-N,谱带：在,14201400cm,-1,(s),酰胺（R-CO-NR2）（1）伯酰胺(RCONH2) (,72,（,2,）仲酰胺,(R-C O-NHR),(a),NH,吸收：在,34603400cm,-1,有一很尖的吸收。,在压片法或浓溶液中，,NH,会可能出现几个吸收带,。,(b) ,C=O,：即酰胺,I,带。在,16801630cm,-1,。,(c),NH,和,C-N,之间偶合造成酰胺,带和酰胺,带。酰胺,带在,15701510cm,-1,。酰胺,带在,13351200cm,-1,。,（,3,）叔酰胺,(R-CO-NR,2,),：,叔酰胺的氮原子上没有质子，其唯一特征的谱带是,C=O,，在,16801630cm,-1,。,（2）仲酰胺(R-C O-NHR)(a)NH吸收：在34,73,酰胺的特征吸收带,酰胺的特征吸收带,74,苯甲酰胺的红外光谱图,3177,3369,的双峰为,NH,吸收，,1661,为,C=O,即酰胺,I,带, 1626,即酰胺,带。,75,苯甲酰苯胺(,Ph-CO-NH-Ph),的红外光谱,NH,在3346,cm,-1,，,一个峰，为仲酰胺。酰胺,I,带,C=O,在1657,cm,-1,;,酰胺带在1538,cm,-1,，,酰胺带在1323,cm,-1,。,苯甲酰苯胺(Ph-CO-NH-Ph)的红外光谱NH在33,76,胺与胺盐,胺有,NH,、,NH,和,C-N,特征吸收带 。,（,1,）伯胺的吸收带,(a) ,NH,35003250cm,-1,(m),，有二个吸收带，有时因缔合形成多个 吸收带。,(b) 16501570cm,-1,(ms),(c) 900650cm,-1,(m.b),（,d),C-N,脂肪族胺在,12501020cm,-1,(mw),，,芳香胺在,13601250cm,-1,(S),胺与胺盐胺有NH、NH和C-N特征吸收带 。（1）伯胺,77,（,2,）仲胺的吸收带,(a) ,NH,35003300cm,-1,(m),一个吸收带。,(b) 165015l5cm,-1,(wm),，常看不到此吸收。,(c) 750700cm,-1,(ms),(d),C-N,同伯胺。,3,）叔胺,:,无,NH,基团吸收，,只有,C-N,吸收。,（2）仲胺的吸收带3）叔胺:无NH基团吸收，,78,正丙胺的红外光谱图,3369,、,3291,为,NH,，,1072,是,C-N,1607,是,79,Ph-CH,2,NH-Ph,的红外光谱,NH,在3419,cm,-1, ,C-N,1329cm,-1,Ph-CH2NH-Ph的红外光谱 N,80,硝基,化合物,(1),有两个很强的吸收带，分别为 和 。,脂肪族中，,15651545cm,-1,；,13851350cm,-1,芳香族中,: 15501500cm,-1,，,13651290cm,-1,（,2,） 受共轭基团的影响较大，对位有给电子取代基的芳香族硝基化合物的 较低。 如,p-NH,2,-Ph-NO,2,中,1475cm,-1,，,1310cm,-1,。,硝基化合物(1) 有两个很强的吸收带，分别为,81,间二硝基苯的红外光谱,1535,为, 1355,为,间二硝基苯的红外光谱,82,影响基团吸收频率的因素,某一基团的特征吸收频率，同时还要受到,分子结构,和外界,条件,的影响。,同一种基团，由于其周围的化学环境不同，其特征吸收频率会有所位移，不是在同一个位置出峰。,基团的吸收不是固定在某一个频率上，而是在一个,范围内波动,。,影响基团吸收频率的因素 某一基团的特征吸收频率，同时,83,外部条件对吸收位置的影响,物态效应：同一个化合物固态、液态和气态的红外光,谱会有较大的差异。如丙酮的,C=O,汽态时在,1742cm,-1,，液态时,1718cm,-1,，而且强度也有变化。,(2),晶体状态的影响：固体样品如果晶形不同或粒子大小不同都会产生谱图的差异。,(3),溶剂效应： 用溶液法测定光谱时，使用的溶剂种类、浓度不同对图谱会有影响。,外部条件对吸收位置的影响物态效应：同一个化合物固态、液态和气,84,分子结构对基团吸收谱带位置的影响,（,1,）,诱导效应,（,I,效应）：基团邻近有不同电负性的取代基时，由于诱导效应引起分子中电子云分布的变化，从而引起键力常数的改变，使基团吸收频率变化。,吸电子基团（,-I,效应）使邻近基团吸收波数升高，给电子基团（,I,效应）使波数降低,。,CH,3,-CO-CH,3,CH,2,Cl-CO-CH,3,CI-CO-CH,3,Cl-COCl F-CO-F ,C=O,1715 1724 1806 1828 1928,分子结构对基团吸收谱带位置的影响（1）诱导效应（I效应）：基,85,(2),共轭效应,（,C,效应）：,共轭效应要求共轭体系有共平面性。,共轭效应使共轭体系的电子云密度平均化，键长也平均化，双键略有伸长，单键略有缩短。,共轭体系容易传递静电效应，常显著地影响基团的吸收位置及强度。,共轭体系有“,-”,共轭和“,P-”,共轭。,基团与吸电子基团共轭（受到,-C,效应），使吸收频率升高；与给电子基团共轭（受到,+C,效应）使基团吸收频率降低,。,共轭的结果总是使,吸收强度增加,。,(2)共轭效应（C效应）： 共轭效应使共轭体系的电子云,86,当一个基团邻近同时存在诱导效应和共轭效应的基团或存在一个既有诱导效应又有共轭效应的基团时，若两种作用一致，则两个作用互相加强；若两个作用不一致，则总的影响取决于作用强的作用。,当一个基团邻近同时存在诱导效应和共轭效应的基团或存在,87,例,1,：如羰基的伸缩振动频率受苯环和烯键两种给电子共轭基团的影响而下降。,化合物,CH,3,-CO-CH,3,CH,3,-CH=CH-CO-CH,3,Ph-CO-Ph,C=O,( cm,-1,) 1715 1677 1665,例,2,：化合物,R-CO-CR R-CO-O-R R-CO-NRR”,C=O,( cm,-1,) 1715 1735 16301690,-I +C -I +C,例,3,：下列化合物的,C=O,Ph-CHO p-(CH,3,),2,N-PhCHO,；,Ph-CO-CH,3,p-NO,2,-Ph-CO-CH,3,1690 1663,；,1693 1700,例1：如羰基的伸缩振动频率受苯环和烯键两种给电,88,（,3,）,偶极场效应,：偶极场效应是互相靠近的基团之间通过空间起作用的。,例如：,13-,二氯丙酮有三种异构形式存在，其液态时光谱中出现了三个,C=O,吸收。其原因是氯原子空间位置不同，对羰基的影响也不同。,C=O,( cm,-1,) 1755 1742 1728,羰基的,位上有卤素 ，因卤素相对位置,(,空间构型,),不同而引起,C=O,的位移作用叫“,卤代酮,”规律。,（3）偶极场效应：偶极场效应是互相靠近的基团之间通过空间起作,89,（,4,）,张力效应,：环外双键,(,烯键、羰基,),的伸缩振动频率，环越小张力越大，其频率越高。,环内双键，张力越大，伸缩振动频率越低，但是环丙烯例外。详细情况参见烯和酮的特征吸收部份。,（,5,）,氢键的影响,：氢键的形成，往往使伸缩振动频率移向低波数，吸收强度,增强,，并,变宽,；形成分子内氢键时影响很显著。,C=O,( cm,-1,) 1676,，,1673,；,1675,，,1622,（4）张力效应：环外双键(烯键、羰基)的伸缩振动频率，环越小,90,羟基为游离态,OH,3600cm,-1,；,当浓度增加时，羟基逐渐形成聚合状态，游离态羟基逐渐减少甚至消失，,OH,逐渐移向低波数。这些缔合态羟基,OH,3600cm,-1,。,羟基为游离态OH3600cm-1；当浓度增加时，羟基逐渐,91,(6),位阻效应,：共轭效应会使基团吸收频率移动。若分子结构中存在空间阻碍，共轭受到限制，基团吸收接近正常值。,C=O,(cm,1,) 1663 1686 1693,(7),振动偶合效应,：邻近的两个基团同时具有大约相等的频率就会偶合产生两个吸收带，这叫振动偶合。,(a),一个碳上含有二个或三个甲基，则在,13851350cm,-1,出现两个吸收峰 。,(6) 位阻效应：共轭效应会使基团吸收频率移动。若分子结构中,92,（,c,）二元酸的两个羧基之间只有,12,个碳原子时，会出现两个,C=O,，相隔三个碳原子则没有这种偶合。,HOOCCH,2,COOH HOOC(CH,2,),2,COOH HOOC(CH,2,)nCOOH,C=O,1740,1710 1780,1700 n,3,时 一个,C=O,(b),酸酐上两个羰基接在同一个氧原子上，互相偶合产生两个吸收带，见前面基团特征吸收部份。,（c）二元酸的两个羧基之间只有12个碳原子时，会出现两个,93,(d),具有,RNH,2,和,RCONH,2,结构的化合物，有两个,N-H,，也是由于偶合产生。,(e),酰胺中由于,NH,与,C-N,偶合产生酰胺,和,带。,(f),费米共振：当一个倍频或者组合频靠近另一个基频时，发生偶合产生两个吸收带。其中一个频率比基频高，而另一个则要低。这叫费米共振,如醛基质子在,26502880,有由,CH,与,CH,的倍频的费米共振产生的两个吸收。,(d)具有RNH2和RCONH2结构的化合物，有两个N-H,94,（,8,）,互变异构的影响,：有互变异构的现象存在时，在红外光谱上能够看到各种异构体的吸收带。各种吸收的相对强度不仅与基团种类有关，而且与异构体的百分含量有关,如乙酰乙酸乙酯有酮式和烯醇式结构，两者的吸收皆能在红外谱图上找到，