紅外光譜分析

1、紅外光譜分析序言二十世紀(jì)初葉，Coblentz發(fā)表了一百多個(gè)有機(jī)化合物的紅外光譜圖，給有機(jī)化學(xué)家提供了鑒別未知化合物的有力手段。到四十年代紅外光譜技術(shù)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。當(dāng)今紅外光譜儀的分辨率越來(lái)越高，檢測(cè)范圍擴(kuò)展到10000-200cm,樣品量少至微克級(jí)。紅外光譜提供的某些信息簡(jiǎn)捷可靠，檢測(cè)樣品中有無(wú)碟基及屬于哪一類（酸酊、酯、酮或醛）是其他光譜技術(shù)難以替代的。因此，對(duì)從事有機(jī)化合物為研究對(duì)象的化學(xué)工作者來(lái)說(shuō)，紅外光譜學(xué)是必需熟悉和掌握的一門重要光譜知識(shí)。一、基本原理1、基本知識(shí)光是一種電磁波?？筛鶕?jù)電磁波的波長(zhǎng)范圍分成不同類型的光譜，它們各自反映出物質(zhì)的不同類型的運(yùn)動(dòng)形式。表1列出這些

2、電磁波的波長(zhǎng)，其所在區(qū)域的光譜名稱，以及對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式。表1常用的有機(jī)光譜及對(duì)應(yīng)的微觀運(yùn)動(dòng)波長(zhǎng)光譜名稱運(yùn)動(dòng)形式5X105-10w核磁共振譜原子核的轉(zhuǎn)動(dòng)100-100w遠(yuǎn)紅外光譜分子的轉(zhuǎn)動(dòng)及長(zhǎng)波振動(dòng)50-2.5w紅外及拉曼光譜分子中原子的相對(duì)振動(dòng)及振轉(zhuǎn)光譜2.5-0.75w近紅外光譜分子中涉及氫原子的振動(dòng)750-400mv可見(jiàn)光譜分子中外層電子的轉(zhuǎn)移400-100mp紫外光譜分子中外層電子的轉(zhuǎn)移100mL以下X光光譜原子的內(nèi)層電子的轉(zhuǎn)移i紅外光譜研究的內(nèi)容涉及的是分子運(yùn)動(dòng)，因此稱之為分子光譜。通常紅外光譜系指2-25w之間的吸收光譜，常用的為中紅外區(qū)4000-650cm1（2515.4p）或40

3、00-400cM。這段波長(zhǎng)范圍反映出分子中原子間的振動(dòng)和變角振動(dòng)，分子在振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還存在轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在紅外光譜區(qū)實(shí)際所測(cè)得的圖譜是分子的振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的加合表現(xiàn)，即所謂振轉(zhuǎn)光譜。每一化合物都有其特有的光譜，因此使我們有可能通過(guò)紅外光譜對(duì)化合物作出鑒別。紅外光譜所用的單位波長(zhǎng)g波數(shù)cm1。光學(xué)中的一個(gè)基本公式是入°二C,式中入為波長(zhǎng)，u為頻率，C為光速（3xi010cm/s）。設(shè)u為波數(shù)，其含義是單位長(zhǎng)度（1cm）中所含的波的個(gè)數(shù)，并應(yīng)具有以下關(guān)系：波數(shù)（cm1）=104/波長(zhǎng)（w）波長(zhǎng)和波數(shù)都被用于表示紅外光譜的吸收位置，即紅外光譜圖的橫坐標(biāo)。目前傾向于普遍采用波數(shù)為單位，而在圖譜

4、上方標(biāo)以對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)值。紅外光譜圖的縱坐標(biāo)反映的是吸收強(qiáng)度，一般以透過(guò)率（T%）表不。2、紅外光譜的幾種振動(dòng)形式主要的基本可以分為兩大類：伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)。伸縮振動(dòng)（u）沿著鍵軸方向伸或縮的振動(dòng)，存在對(duì)稱與非對(duì)稱兩種類型。它的吸收頻率相對(duì)在高波數(shù)區(qū)。（2）彎曲振動(dòng)（5）包括面內(nèi)、面外彎曲振動(dòng)，變角振動(dòng)，搖擺振動(dòng)等。它的吸收頻率相對(duì)在低波數(shù)區(qū)。4000cm-1（高）400cm-1（低）3、紅外光譜吸收峰主要的幾種類型（1）基頻峰：伸縮振動(dòng)，彎曲振動(dòng)產(chǎn)生的吸收峰均為基頻峰。（2）倍頻峰：出現(xiàn)在基頻峰波數(shù)二倍處。如基頻為900cm,倍頻為-11800cm。4、紅外光譜吸收峰的強(qiáng)度紅外吸收強(qiáng)度取決于振

5、動(dòng)時(shí)偶極矩變化的大小。因此，分子中含有雜原子時(shí)，其紅外吸收一般都較強(qiáng)；反之，兩端取代基差別不大的碳-碳鍵的紅外吸收則較弱?；鶊F(tuán)的極性越大，吸收峰越強(qiáng)。如談基特征峰在整個(gè)圖譜中一般總是最強(qiáng)峰之一。二、紅外光譜吸收頻率與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)都是基團(tuán)內(nèi)部原子間化學(xué)鍵的振動(dòng)。鍵的振動(dòng)波數(shù)又與原子的質(zhì)量成反比，與鍵的剛度成正比。例如，C-H基的折合質(zhì)量比C-C基小，因此C-H伸縮振動(dòng)波數(shù)高于C-C的伸縮振動(dòng)波數(shù)。鍵的剛度即力常數(shù)的大小取決于鍵的性質(zhì)。單鍵（C-H,SP雜化）的力常數(shù)：5X105達(dá)因/厘米雙鍵（=C-H,SP雜化）的力常數(shù)：10X105達(dá)因/厘米5二鍵（三C-H,SP雜化）的力

6、常數(shù)：15X10達(dá)因/厘米因此當(dāng)原子折合質(zhì)量相同時(shí)，鍵的伸縮振動(dòng)波數(shù)隨力常數(shù)增大而（即S成份增多而增加）增加:U“h>U=ch>UCHUc=o>Uc-o彎曲振動(dòng)與伸縮振動(dòng)的方向性是不相同的。同一種化學(xué)鍵二者振動(dòng)所需能量大小剛好相反，故彎曲振動(dòng)波數(shù)大小的順序與伸縮振動(dòng)波數(shù)相反：8-CH>8=CH>8三CH表2飽和碳?xì)?、烯氫和快氫鍵的波數(shù)(cm-1)振動(dòng)形式-ch(sp3=C-H(SP)三C-H(SP)UC-H296230403010332033108C-H1450970700600三、影響官能團(tuán)紅外光譜吸收頻率的因素1、電子效應(yīng)(1)誘導(dǎo)效應(yīng)推電子誘導(dǎo)效應(yīng)(+I),

7、烷基為推電子基團(tuán)。吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)(-I),富基和氟為吸電子基團(tuán)。OoO0例.CH3CH2COC2H5N=CCH2COC2H5R-C-Fuc=o1728cm-11751cm-11869cm推電子基團(tuán)使得談基氧原子上電子云密度增加，偶極增大，振動(dòng)能量下降，?；辗逋筒〝?shù)移動(dòng)；吸電子基團(tuán)使得談基氧原子上電子云密度降低，振動(dòng)能量升高，?；宀〝?shù)往高波數(shù)移動(dòng)。誘導(dǎo)效應(yīng)是沿化學(xué)鍵直接起作用的，它與分子的幾何形狀無(wú)關(guān)。(2)中介效應(yīng)氧、氮和硫等原子有孤電子對(duì)，能與相鄰的不飽和基團(tuán)共鈍，為了與雙健的兀電子云共鈍相區(qū)分，稱其為中介效應(yīng)(M)。此種效應(yīng)使不飽和基團(tuán)的振動(dòng)波數(shù)降低，而自身連接的化學(xué)鍵振動(dòng)波數(shù)升高

8、。最典型的例子是酰胺的?；?。OO-+R-C-NH2RC=NH2酰胺分子由于中介效應(yīng)降低了?；碾p鍵性，吸收頻率移向低波數(shù)。一般酰胺?；恼駝?dòng)頻率不超過(guò)1690crm。N-H鍵變成=N-H伸縮振動(dòng)波數(shù)升高。酰胺胺基的振動(dòng)頻率比一般胺基的振動(dòng)頻率要高。(3)共軻效應(yīng)談基與雙鍵共鈍，兀電子離域增大，使其雙鍵性降低，亦振動(dòng)頻率降低，向低波數(shù)移動(dòng)。酮碟基的吸收頻率一般為1715cm。、(3不飽和酮的?；疹l率一般為1675cm,芳酮?；奈疹l率一般為1690cm,均低于1715crm。電子效應(yīng)是一個(gè)很復(fù)雜的因素，因而判斷官能團(tuán)的吸收頻率應(yīng)該是幾種效應(yīng)的綜合結(jié)果。前面舉例的鹵代酮分子中，誘導(dǎo)效應(yīng)大

9、于中介效應(yīng)，即誘導(dǎo)效應(yīng)起主導(dǎo)作用；酰胺分子中則是共鈍效應(yīng)大于誘導(dǎo)效應(yīng)，即共鈍效應(yīng)起主導(dǎo)作用。2、空間效應(yīng)(1)環(huán)的張力環(huán)狀化合物由于碳的鍵角發(fā)生變化而使鍵長(zhǎng)發(fā)生改變，從而使鍵的振動(dòng)波數(shù)升高或降低。一般而言，環(huán)的張力加大時(shí)，環(huán)上基團(tuán)的吸收頻率上升。HHrU-CH2925cm13050cm-1環(huán)的張力對(duì)環(huán)外雙鍵的影響：因?yàn)榄h(huán)的鍵角越小，環(huán)外雙鍵碳的s成分增多，使雙鍵伸縮振動(dòng)所需能量增加，吸收頻率升高。/=CH2|'=CH2X/-=CH2I=CH2uc=c1650cm1660cm-11680cm-11750cm-1環(huán)的張力對(duì)環(huán)內(nèi)雙鍵的影響：環(huán)變小，張力增大，環(huán)內(nèi)雙鍵p成分增加，鍵長(zhǎng)變長(zhǎng)，振動(dòng)

10、波數(shù)減小。而環(huán)外的=C-H鍵由于s成分增加，鍵長(zhǎng)變短，振動(dòng)波數(shù)增加。H51566cm3060cmuc=c1639cm11623cm3017cm13040cm(2)空間障礙分子中的大基團(tuán)在空間的位阻作用，迫使鄰近基團(tuán)間的鍵角變小或共鈍體系的共平面性被偏離或被破壞時(shí)，振動(dòng)波數(shù)發(fā)生變化。CH3CH3C0cH3ipCOCH32COCH3(i)(n)3(m)CH3uc=o1663cm11686cm-11693cm-1l為典型的、b不飽和酮，田的鄰位均被立體位阻大的甲基取代，談與雙鍵的共鈍體系被破壞，碟基的振動(dòng)頻率升至1693crm,II介于I和田之間。氫鍵的影響無(wú)論是分子間或分子內(nèi)形成氫鍵，均使化學(xué)鍵的

11、力常數(shù)降低，吸收頻率向低波數(shù)移動(dòng)。醇羥基：游離態(tài)二聚體多聚體U-OH3610-3640cm-13500-3600cm-13200-3400cm-1四、紅外光譜的應(yīng)用用紅外光譜鑒定化合物，具優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便，快速，用量少，氣體、固體、液體均可檢測(cè)。1、化合物的鑒定(1)同質(zhì)異晶體化學(xué)結(jié)構(gòu)完全相同而晶形不同的化合物，由于分子在不同晶體的晶格中排列方式不一樣，因此對(duì)光的散射和折射不同，致使同質(zhì)異晶體的固相紅外光譜有差異。(2)幾何異構(gòu)體對(duì)稱反式異構(gòu)體中的雙鍵處于分子對(duì)稱中心，在分子振動(dòng)中鍵的偶極矩變化極小，因此在光譜中不出現(xiàn)雙鍵吸收峰，順式異構(gòu)體無(wú)對(duì)稱中6心，偶極矩有改變，故有明顯的雙鍵特征峰，以此可區(qū)分

12、順、反異構(gòu)體。（3）構(gòu)象異構(gòu)體同一種化學(xué)鍵在不同的構(gòu)象異構(gòu)體中的振動(dòng)頻率是不一樣的，以構(gòu)象固定的六元環(huán)上的5Y鍵為例，平展的CY鍵伸縮振動(dòng)頻率高于直立鍵，原因在于直立的C-Y鍵垂直于環(huán)的平面，具伸縮振動(dòng)作用于碳上的復(fù)位力?。黄秸沟腃Y鍵伸縮振動(dòng)使環(huán)擴(kuò)張，復(fù)位力大，故振動(dòng)頻率高。（4）互變異構(gòu)體有機(jī)化學(xué)中經(jīng)常碰到互變異構(gòu)現(xiàn)象，如（3-雙酮有酮式和烯醇式二種，紅外光譜可區(qū)分。酮式UC=o1730cm烯醇式UC=1650cm2、定量分析當(dāng)入射光照射樣品時(shí)，樣品分子會(huì)選擇性地吸收某些入射光，使透射光（或反射光）強(qiáng)度變?nèi)?，這是紅外光譜所以能形成的依據(jù)。紅外定量分析是研究樣品的量（包括濃度和厚度）與吸收入

13、射光之間的聯(lián)系。利用紅外光譜的譜峰強(qiáng)度（或面積），可計(jì)算出被測(cè)樣品的含量，對(duì)一些難于用溶劑溶解的固體樣品，特別是許多不溶不熔的高分子材料，紅外光譜具有它的獨(dú)特之處。紅外光單儀光源樣品一干涉儀|檢測(cè)器|“數(shù)據(jù)處理18五、紅外光譜圖解析1、紅外吸收波段紅外譜圖按波數(shù)可分為以下六個(gè)區(qū)，結(jié)合最常見(jiàn)的基團(tuán)討論如下：40002500cm這是X-H（X包括CNOS等）伸縮振動(dòng)區(qū)。a、羥基（醇和酚的羥基）羥基的吸收于32003650cm范圍。羥基可形成分子間或分子內(nèi)氫鍵，而氫鍵所引起的締合對(duì)紅外吸收的位置、形狀、強(qiáng)度都有重要影響。游離（無(wú)締合）羥基僅存在于氣態(tài)或低濃度的非極性溶劑的溶液中，其紅外吸收在較高波數(shù)

14、（3610-3640cm1）,峰形尖銳，當(dāng)羥基在分子間締合時(shí)，形成以氫鍵相連的多聚體，鍵力常數(shù)k值下降，因而紅外吸收位置移向較低波數(shù)（3300cm1附近），峰形寬而鈍。羥基在分子內(nèi)也可形成氫鍵，使羥基紅外吸收移向低波數(shù)，竣酸內(nèi)由于?；土u基的強(qiáng)烈締合，吸收峰的底部可延續(xù)到2500cm1,形成一個(gè)很寬的吸收帶。當(dāng)樣品或澳化鉀晶體含有微量水分時(shí)，會(huì)在3300cm附近出現(xiàn)吸收峰，如含水量較大，譜圖上在1630cM處也有吸收峰（羥基無(wú)此峰）,若要鑒別微量水與羥基，可觀察指紋區(qū)內(nèi)是否有羥基的吸收峰，或?qū)⒏稍锖蟮臉悠酚檬炗驼{(diào)糊作圖，或?qū)悠啡苡谌軇┲校匀芤簶悠纷鲌D，從而排除微量水的干擾。游離羥基的吸收

15、因在較高波數(shù)（3600cnm）,且峰形尖銳，因而不會(huì)與水的吸收混淆。b、胺基胺基的紅外吸收與羥基類似，游離胺基的紅外吸在3300-3500cm范圍，締合后吸收位置降低約100cm。伯胺有兩個(gè)吸收峰，因NH有兩個(gè)N-H鍵，它有對(duì)稱和非對(duì)稱兩種伸縮振動(dòng)，這使得它與羥基形成明顯區(qū)別，其吸收強(qiáng)度比羥基弱，脂肪族伯胺更是這樣。仲胺只有一種伸縮振動(dòng)，只有一個(gè)吸收峰，其吸收峰比羥基的要尖銳些。芳香仲胺的吸收峰比相應(yīng)的脂肪仲胺波數(shù)偏高，強(qiáng)度較大。叔胺因氮上無(wú)氫，在這個(gè)區(qū)域沒(méi)有吸收。c、煌基C-H鍵振動(dòng)的分界線是3000cm。不飽和碳（雙鍵及苯環(huán)）的碳?xì)渖炜s振動(dòng)頻率大于3000cm,飽和碳（除三元環(huán)外）的碳?xì)渖?/p>

16、縮振動(dòng)頻率低于3000cmk這對(duì)分析譜圖很重要。不飽和碳的碳?xì)渖炜s振動(dòng)吸收峰強(qiáng)度較低，往往大于3000cm,以飽和碳的碳?xì)湮辗宓男〖绶逍问酱嬖?。C=C-H的吸收峰在3300cm,由于它的峰很尖銳，不易與其它不飽和碳?xì)湮辗寤煜?。飽和碳的碳?xì)渖炜s振動(dòng)一般可見(jiàn)四個(gè)吸收峰，其中兩個(gè)屬CH:2960（uas）、2870（us）;兩個(gè)屬CH：2925（uas）、2850（口）。由這兩組峰的強(qiáng)度可大致判斷CH和CH的比例。CH3或CH由與氧原子相連時(shí)，其吸收位置都移向較低波數(shù)。當(dāng)進(jìn)行未知物的鑒定時(shí)，看其紅外譜圖3000cm附近很重要，該處是否有吸收峰，可用于有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的區(qū)分（無(wú)機(jī)物無(wú)吸收）。（2）

17、2500-2000cm這是叁鍵和累積雙鍵（-C=C-、-C=N>C=C=C<-N=C=QN=C=潴）的伸縮振動(dòng)區(qū)。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，除有時(shí)作圖未能全扣除空氣背景中的二氧化碳（ucol236和2335cm）的吸收之外，此區(qū)間內(nèi)任何小的吸收峰都應(yīng)引起注意，它們都能提供結(jié)構(gòu)信息。2700-2200cm-1之間還有一重要信息：銨鹽。其特征為2700-2200之間有一群峰，歸屬為UNH+UNH2+藥物中的此類化學(xué)結(jié)構(gòu)所占比例不低。（3） 3）2000-1500cm-1是雙鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)，這是紅外譜圖中很重要的區(qū)域。這個(gè)區(qū)域內(nèi)最重要的是羰基的吸收，大部分羰基化合物集中于16501900cm-1。除

18、去羧酸鹽等少數(shù)情況外,羰基峰都尖銳或稍寬,其強(qiáng)度都較大,在羰基化合物的紅外譜圖中羰基的吸收一般為最強(qiáng)峰或次強(qiáng)峰。羰基化合物：酸酐1850cm-1-1740cm-1酰鹵1800cm酯1740cm五元環(huán)內(nèi)酯1780-1750cm-1四元環(huán)內(nèi)酯1885-1820cm-1醛1730cm酮1715cm酰胺酰胺I1670-1620cm-1伯酰胺uc=o1680-1630cm1仲酰胺酰胺II1650-1610cm-1伯酰胺Snh+ucn1570-1430cm-1仲酰胺叔酰胺uc=o1650cm竣酸鹽在光譜中沒(méi)有游離的?；?，代之以二個(gè)等價(jià)的C=O鍵,R-C-（O-,O R：O 有不對(duì)稱和對(duì)稱兩種伸縮振動(dòng)。a

19、sasCOO-1615-1540（強(qiáng)）UsCOO-1420-1300（稍弱）。碳=碳雙鍵的吸收出現(xiàn)在1600-1670cm范圍，強(qiáng)度中等或較低。烯基碳?xì)涿嫱鈴澢駝?dòng)的倍頻可能出現(xiàn)在這一區(qū)域苯環(huán)的骨架振動(dòng)在1450、1500、158R1600c吊。1450cm的吸收與CH、CH的吸收很靠近，因此特征不明顯。后三處的吸收則表明苯環(huán)的存在。雖然這三處的吸收不一定同時(shí)存在，但只要在1500或1600cm1附近有吸收，原則上即可知有苯環(huán)（或雜芳環(huán)）的存在。雜芳環(huán)和苯環(huán)有相似之處，如吠喃在160R1500、1400cm1三處均有吸收譜帶，咄咤在1600、1570、1500、1435cm處有吸收。這個(gè)區(qū)域除

20、上述碳=氧、碳=碳雙鍵吸收之外，尚有C=NN=O等基團(tuán)的吸收。含-NO2基團(tuán)的化合物（包括硝基化合物、硝酸酯等），因兩個(gè)氧原子連在同一氮原子上因此具有對(duì)稱、非對(duì)稱兩種伸縮振動(dòng)，但只有反對(duì)稱伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在這一區(qū)域。硝基基團(tuán)在紅外光譜中具有很特征的吸收：UasNO21565cm（強(qiáng)、寬），UsNO21360cm（稍弱）（4） 1500-1300cm除前面已講到苯環(huán)（其中1450、1500cm的紅外吸收可進(jìn)入此區(qū)）、雜芳環(huán)（其吸收位置與苯環(huán)相近）、硝基的us等的吸收可能進(jìn)入此區(qū)之外，該區(qū)域主要提供了C-H彎曲振動(dòng)的信息。甲基在1380、1460cm同時(shí)有吸收，當(dāng)前一吸收峰發(fā)生分叉時(shí)表示偕二甲基（二甲

21、基連在同一碳原子上）的存在，這在核磁氫譜尚未廣泛應(yīng)用之前，對(duì)判斷偕二甲基起過(guò)重要作用，現(xiàn)在也可以作為一個(gè)鑒定偕二甲基的輔助手段。偕三甲基的紅外吸收與偕二甲基相似。CH2僅在1470cm處有吸收。（5） 1300-910cm所有單鍵的伸縮振動(dòng)頻率、分子骨架振動(dòng)頻率都在這個(gè)區(qū)域。部分含氫基團(tuán)的一些彎曲振動(dòng)和一些含重原子的雙鍵（P=QP=S等）的伸縮振動(dòng)頻率也在這個(gè)區(qū)域。彎曲振動(dòng)的鍵力常數(shù)k是小的，但含氫基團(tuán)的折合質(zhì)量w也小，因此某些含氫官能團(tuán)彎曲振動(dòng)頻率出現(xiàn)在此區(qū)域。雖然雙鍵的鍵力常數(shù)k大，但兩個(gè)重原子組成的基團(tuán)的折合質(zhì)量w也大，所以使其振動(dòng)頻率也出現(xiàn)在這個(gè)區(qū)域。由于上述諸原因，這個(gè)區(qū)域的紅外吸收

22、頻率信息十分豐富。酯Uc-o1200cm醇uc-o1100cm酚uc-o1230cm脂肪醍uc-o-c1150cm1-1060cm1芳香醍u=c-o-c1280cm1-1220cm1芳香部分，強(qiáng)吸收1055cm-1-1000cm1脂肪部分，強(qiáng)度略遜碉(SO)Uas1350-1290cm1強(qiáng)八1160-1120cm1強(qiáng)S610-525cm-1強(qiáng)度略遜-1亞碉(SO)u1000-1100cm磺酸及鹽UasSO2uaSO2RSO-OH(無(wú)水)1350-1342cm-11165-1150cm-1RSO-OH-HO1230-1120cm-11080-1010cn-iCHSOOH11901050有機(jī)磷化合

23、物Up=oUp-o-c(RO>(R)P=O1265-1230cm-11050-1030cm-1(RO)3P=O1286-1258cm-11050-950cm-1(6)910cm以下苯環(huán)因取代而產(chǎn)生的吸收(900-650cm-1)是這個(gè)區(qū)域很重要的內(nèi)容。這是判斷苯環(huán)取代位置的主要依據(jù)(吸收源于苯環(huán)C-H的彎曲振動(dòng))，當(dāng)苯環(huán)上有強(qiáng)極性基團(tuán)的取代時(shí)，常常不能由這一段的吸收判斷取代情況。芳環(huán)的孤立氫(8=chcm-1)芳環(huán)二個(gè)相鄰氫(S=chcm-1)800(s)800(s)800(s)芳環(huán)三個(gè)相鄰氫(S=CHcm-1)芳環(huán)四個(gè)相鄰氫(53在770-735cm1出現(xiàn)強(qiáng)吸收。芳環(huán)五個(gè)相鄰氫(53在

24、750和690cm同時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)吸收。烯的碳?xì)鋸澢駝?dòng)頻率處于本區(qū)及前一區(qū)(1300900crm)。2、指紋區(qū)和官能團(tuán)區(qū)從前面六個(gè)區(qū)的討論我們可以看到，由第1-4區(qū)(即從4000至U1300cm范圍)的吸收都有一個(gè)共同點(diǎn)：每一紅外吸收峰都和一定的官能團(tuán)相對(duì)應(yīng)。因此，就這個(gè)特點(diǎn)而言，我們稱這個(gè)大區(qū)為官能團(tuán)區(qū)。第5和第6區(qū)與官能團(tuán)區(qū)不同。雖然在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的一些吸收也對(duì)應(yīng)著某些官能團(tuán)，但大量的吸收峰僅顯示了化合物的紅外特征，猶如人的指紋，故稱為指紋區(qū)。官能團(tuán)區(qū)指紋區(qū)的存在是容易理解的。含氫的官能團(tuán)由于折合質(zhì)量?。缓p鍵或三鍵的官能團(tuán)因其鍵力常數(shù)大；這些官能團(tuán)的振動(dòng)受其分子剩余部分影響小，它們的振動(dòng)頻率較

25、高.因而易于與該分子中的其它振動(dòng)相區(qū)別。這個(gè)高波數(shù)區(qū)域中的每一個(gè)吸收，都和某一含氫官能團(tuán)或含雙鍵、三鍵的官能團(tuán)相對(duì)應(yīng)，因此形成了官能團(tuán)區(qū)。另一方面，分子中不連氫原子的單鍵的伸縮振動(dòng)及各種鍵的彎曲振動(dòng)由于折合質(zhì)量大或鍵力常數(shù)小，這些振動(dòng)的頻率相對(duì)于含氫官能團(tuán)的伸縮振動(dòng)及部分彎曲振動(dòng)頻率或相對(duì)于含雙鍵、三鍵的官能團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率都處于低波數(shù)范圍，且這些振動(dòng)的頻率差別不大；其次是在指紋區(qū)內(nèi)各種吸收頻率的數(shù)目多；再則是在該區(qū)內(nèi)各基團(tuán)間的相互連接易產(chǎn)生各種振動(dòng)間較強(qiáng)的相互耦合作用；第四是化合物分子存在骨架振動(dòng)?；谏鲜鲋T多原因，因此在指紋區(qū)內(nèi)產(chǎn)生了大量的吸收峰，且結(jié)構(gòu)上的細(xì)微變化都可導(dǎo)致譜圖的變化，即形

26、成了該化合物的指紋吸收。由上述可知，紅外吸收的六個(gè)波段歸納為指紋區(qū)和官能團(tuán)區(qū)。存在著這兩個(gè)大區(qū)，既有上述的理論解釋，也是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的概括：波數(shù)大于1300cm的區(qū)域?yàn)楣倌軋F(tuán)區(qū)，波數(shù)小于1300cm的區(qū)域是指紋區(qū)。官能團(tuán)區(qū)的每個(gè)吸收峰表示某官能團(tuán)的存在（強(qiáng)度和峰形），原則上每個(gè)吸收峰均可找到歸屬。指紋區(qū)的吸收峰數(shù)目較多，往往其中的大部分不能找到歸屬，但這大量的吸收峰表示了有機(jī)化合物分子的具體特征，猶如人的指紋。雖然有上述情況，某些同系物的指紋吸收可能相似，不同的制樣條件也可能引起指紋區(qū)吸收的變化，這兩點(diǎn)都是需要注意的。指紋區(qū)中650910cm區(qū)域又稱為苯環(huán)取代區(qū)，苯環(huán)的不同取代位置會(huì)在這個(gè)區(qū)域內(nèi)有

27、所反映。指紋區(qū)和官能團(tuán)區(qū)的不同功用對(duì)紅外譜圖的解析很理想。從官能團(tuán)區(qū)可找出該化合物存在的官能團(tuán)；指紋區(qū)的吸收則宜于用來(lái)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖（或已知物譜圖）進(jìn)行比較，得出未知物與已知物結(jié)構(gòu)相同或不同的確切結(jié)論。官能團(tuán)區(qū)和指紋區(qū)的功用正好相互補(bǔ)充。3、紅外譜解析要點(diǎn)及注意事項(xiàng)（1）紅外吸收譜的三要素（位置、強(qiáng)度、峰形）在解析紅外譜時(shí)，要同時(shí)注意紅外吸收峰的位置、強(qiáng)度和峰形。吸收峰的位置（即吸收峰的波數(shù)值）無(wú)疑是紅外吸收最重要的特點(diǎn)，因此各紅外專著都充分地強(qiáng)調(diào)了這點(diǎn)。然而，在確定化合物分子結(jié)構(gòu)時(shí)，必須將吸收峰位置輔以吸收峰強(qiáng)度和峰形來(lái)綜合分析，可是這后兩個(gè)要素往往則未得到應(yīng)有的重視。每種有機(jī)化合物均顯示若干紅外吸收峰,因而易于對(duì)各吸收峰強(qiáng)度進(jìn)行相互比較。從大量的紅外譜圖可歸納出各種官能團(tuán)紅外吸收的強(qiáng)度變化范圍。所以,只有當(dāng)吸收