红外光谱--浅谈“指纹区识别”

红外光谱指纹区（1300~400cm-1，7.69~ 25微米）吸收峰的特征性强，可用于区别不同化合物结构上的微小差异。犹如人的指纹，故称为指纹区。指纹区的红外吸收光谱很复杂，能反映分子结构的细微变化。常见的红外吸收光谱如下图所示：

这个区域的振动类型复杂而且重叠，特征性差，但对分子结构的变化高度敏感，只要分子结构上有微小的变化，都会引起这部分光谱的明显改变。下图所示为常见官能团的基团吸收峰位置：

解析区间

(1)根据分子式计算不饱和度公式：不饱和度 Ω=n4+1+(n3-n1)/2 其中：n4：化合价为4价的原子个数(主要是C原子)， n3：化合价为3价的原子个数(主要是N原子)， n1：化合价为1价的原子个数(主要是H,X原子)

(2)分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000 cm-1为界：高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物;而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收;如下图细分：

(3)若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在2250~1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中炔：2200~2100 cm-1， 烯：1680~1640 cm-1 芳环：1600,1580,1500,1450 cm-1若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm-1的频区，以确定取代基个数和位置(顺、反，邻、间、对);

(4)碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收，判定化合物的官能团;

(5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在,如2820，2720和1750~1700cm-1的三个峰，说明醛基的存在。

例子1：

例子2：

健值心法口诀

1.烷烃：C-H伸缩振动(3000-2850cm-1)C-H弯曲振动(1465-1340cm-1) 一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的频率吸收。

2.烯烃：烯烃C-H伸缩(3100~3010cm-1)，C=C伸缩(1675~1640 cm-1)，烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675cm-1)。

3.炔烃：炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近)，三键伸缩振动(2250~2100cm-1)。

4.芳烃：芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1,C=C 骨架振动1600~1450cm-1,C-H面外弯曲振动880~680cm-1。

芳烃重要特征：在1600，1580，1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。C-H面外弯曲振动吸收880~680cm-1，依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化，在芳香化合物红外谱图分析中，常用判别异构体。

5.醇和酚：主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收， 自由羟基O-H的伸缩振动：3650~3600cm-1,为尖锐的吸收峰， 分子间氢键O-H伸缩振动：3500~3200cm-1，为宽的吸收峰; C-O 伸缩振动：1300~1000cm-1,O-H 面外弯曲：769-659cm-1

6.醚特征吸收：1300~1000cm-1 的伸缩振动， 脂肪醚：1150~1060cm-1 一个强的吸收峰 芳香醚：1270~1230cm-1(为Ar-O伸缩)，1050~1000cm-1(为R-O伸缩)

7.醛和酮：醛的特征吸收：1750~1700cm-1(C=O伸缩)，2820，2720cm-1(醛基C-H伸缩) 脂肪酮：1715cm-1，强的C=O伸缩振动吸收，如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低

8.羧酸：羧酸二聚体：3300~2500cm-1 宽而强的O-H伸缩吸收1720~1706cm-1 C=O伸缩吸收1320~1210cm-1 C-O伸缩吸收 ， 920cm-1 成键的O-H键的面外弯曲振动

9.酯：饱和脂肪酸酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带：1750~1735cm-1区域 饱和酯C-O谱带：1210~1163cm-1 区域为强吸收

10.胺：N-H 伸缩振动吸收3500~3100cm-1;C-N 伸缩振动吸收1350~1000cm-1; N-H变形振动相当于CH2的剪式振动吸收：1640~1560cm-1;面外弯曲振动吸收900~650cm-1.

11.腈：三键伸缩振动区域，有弱到中等的吸收脂肪族腈 2260-2240cm-1 芳香族腈 2240-2222cm-1

12.酰胺：3500-3100cm-1 N-H伸缩振动

1680-1630cm-1 C=O 伸缩振动

1655-1590cm-1 N-H弯曲振动

1420-1400cm-1 C-N伸缩

13.有机卤化物：脂肪族C-X 伸缩: C-F1400-730 cm-1，C-Cl 850-550cm-1 ，C-Br 690-515cm-1,C-I 600-500 cm-1

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