紅外光譜解析-紅外光譜儀

鑠思百檢測可為您提供傅立葉紅外光譜（FTIR）服務(wù)，傅立葉紅外光譜儀可以對樣品進(jìn)行定性和定量分析，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工、食品、地礦、石油、煤炭、環(huán)保、海關(guān)、寶石鑒定、刑偵鑒定等領(lǐng)域。

在做傅立葉紅外光譜（FTIR）測試時(shí)，鑠思百檢測平臺工作人員在與很多同學(xué)溝通中了解到，好多同學(xué)僅僅是通過文獻(xiàn)或者師兄師姐的推薦對FTIR測試有了解，但是對于其原理還屬于小白階段，針對此，鑠思百檢測平臺團(tuán)隊(duì)組織相關(guān)同事對網(wǎng)上海量知識進(jìn)行整理，希望可以幫助到科研圈的伙伴們；

解析紅外光譜的三要素（位置，強(qiáng)度和峰形）  

在解析紅外光譜時(shí)，要同注意吸收峰的位置，強(qiáng)度和峰形位置，強(qiáng)度和峰形 。吸收位置是紅外吸收最重要的特點(diǎn)，但在鑒定化合物分子結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)將吸收峰的位置輔以吸收峰強(qiáng)度和峰形綜合分析。每種有機(jī)化合物均顯示若干吸收峰，對大量紅外圖譜中各吸收峰強(qiáng)度相互比較，歸納出各種官能團(tuán)紅外吸收強(qiáng)度的變化范圍。只有熟悉各官能團(tuán)紅外吸收的位置和強(qiáng)度處于一定范圍時(shí)，才能準(zhǔn)確推斷出官能團(tuán)的存在。

確定官能團(tuán)的方法

對于任何有機(jī)化合物的紅外光譜，均存在紅外吸收的伸縮振動和多種彎曲振動。因此，每一個化合物的官能團(tuán)的紅外光譜圖在不同區(qū)域顯示一組相關(guān)吸收峰。只有當(dāng)幾處相關(guān)吸收峰得到確認(rèn)時(shí)，才能確定該官能團(tuán)的存在。

例1.甲基（CH3）：2960cm-1和2870cm-1為伸縮振動，1460cm-1和1380cm-1為其彎曲振動。

例2. 亞甲基（CH2）：2920cm-1和2850cm-1為其伸縮振動，1470cm-1和720cm-1為其彎曲振動。

例3. 酯基：νC=O為1750~1725 cm-1，νC－O在1300~1050 cm-1有兩個吸收譜帶。

紅外光譜解析步驟

（1）根據(jù)確定的分子式，計(jì)算不飽和度，預(yù)測可能的官能團(tuán)。

（2）首先觀察紅外光譜的官能團(tuán)區(qū)，找出該化合物可能存在的官能團(tuán)。

（3）查看紅外光譜的指紋區(qū)，找出官能團(tuán)的相關(guān)吸收峰，最后才確定該化合物存在某官能團(tuán)。

（4）判斷是否芳香族化合物，若為芳香化合物，找出苯的取代位置。

（5）根據(jù)紅外光譜指紋區(qū)的吸收峰與已知化合物的紅外光譜或標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照，確定是否為已知化合物。

紅外光譜解析步驟

（1）根據(jù)確定的分子式，計(jì)算不飽和度，預(yù)測可能的官能團(tuán)。

（2）首先觀察紅外光譜的官能團(tuán)區(qū)，找出該化合物可能存在的官能團(tuán)。

（3）查看紅外光譜的指紋區(qū)，找出官能團(tuán)的相關(guān)吸收峰，最后才確定該化合物存在某官能團(tuán)。

（4）判斷是否芳香族化合物，若為芳香化合物，找出苯的取代位置。

（5）根據(jù)紅外光譜指紋區(qū)的吸收峰與已知化合物的紅外光譜或標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照，確定是否為已知化合物。

（1）首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類型，根據(jù)分子式計(jì)算不飽和度。

公式：不飽和度＝F+1+(T-O)/2

其中：

F：化合價(jià)為4價(jià)的原子個數(shù)（主要是C原子）；

T：化合價(jià)為3價(jià)的原子個數(shù)（主要是N原子）；

O：化合價(jià)為1價(jià)的原子個數(shù)（主要是H原子）。

F、T、O分別是英文4,3 1的首字母，這樣記起來就不會忘了

舉個例子：例如苯（C6H6），不飽和度＝6+1+（0-6）/2＝4，3個雙鍵加一個環(huán)，正好為4個不飽和度。

（2）分析3300~2800cm-1區(qū)域C-H伸縮振動吸收，以3000 cm-1為界，高于3000cm-1為不飽和碳C-H伸縮振動吸收，有可能為烯、炔、芳香化合物嗎，而低于3000cm-1一般為飽和C-H伸縮振動吸收。

（3）若在稍高于3000cm-1有吸收，則應(yīng)在2250~1450cm-1頻區(qū)，分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動吸收特征峰，其中：

炔   —2200~2100 cm-1

烯   —1680~1640 cm-1

芳環(huán) —1600、1580、1500、1450 cm-1

若已確定為烯或芳香化合物，則應(yīng)進(jìn)一步解析指紋區(qū)，即1000~650cm-1的頻區(qū)，以確定取代基個數(shù)和位置（順反，鄰、間、對）。

（4）碳骨架類型確定后，再依據(jù)其他官能團(tuán)，如 C=O，O-H，C-N 等特征吸收來判定化合物的官能團(tuán)。

（5）解析時(shí)應(yīng)注意把描述各官能團(tuán)的相關(guān)峰聯(lián)系起來，以準(zhǔn)確判定官能團(tuán)的存在，如2820、2720和1750~1700cm-1的三個峰，說明醛基的存在。解析的過程基本就是這樣吧，至于制樣以及紅外譜圖軟件的使用，一般的有機(jī)實(shí)驗(yàn)書上都有比較詳細(xì)的介紹的。

常用常見的鍵值

1.烷烴

3000-2850 cm-1    C-H伸縮振動

1465-1340 cm-1    C-H彎曲振動

一般飽和烴C-H伸縮均在3000 cm-1   以下，接近3000 cm-1   的頻率吸收。

2.烯烴

3100~3010 cm-1    烯烴C-H伸縮

1675~1640 cm-1    C=C伸縮

烯烴C-H面外彎曲振動（1000~675cm^1）。

3.炔烴

2250~2100 cm-1    C≡C伸縮振動

3300 cm-1 附近   炔烴C-H伸縮振動

4.芳烴

3100~3000 cm-1    芳環(huán)上C-H伸縮振動

1600~1450 cm-1    C=C 骨架振動

880~680 cm-1      C-H面外彎曲振動)

芳香化合物重要特征：一般在1600，1580，1500和1450 cm-1可能出現(xiàn)強(qiáng)度不等的4個峰。

880~680 cm-1 ，C-H面外彎曲振動吸收，依苯環(huán)上取代基個數(shù)和位置不同而發(fā)生變化，在芳香化合物紅外譜圖分析中,常常用此頻區(qū)的吸收判別異構(gòu)體。

5.醇和酚

主要特征吸收是O-H和C-O的伸縮振動吸收。

3650~3600 cm-1     自由羥基O-H的伸縮振動，為尖銳的吸收峰

3500~3200 cm-1     分子間氫鍵O-H伸縮振動，為寬的吸收峰

1300~1000 cm-1     C-O 伸縮振動

769-659 cm-1       O-H 面外彎曲

6.醚

1300~1000 cm-1     伸縮振動（特征吸收）

1150~1060 cm-1     一個強(qiáng)的吸收峰——脂肪醚

1270~1230 cm-1   （為Ar-O伸縮）；

1050~1000 cm-1   （為R-O伸縮）——芳香醚的兩個C-O伸縮振動吸收

7.醛和酮

1750~1700 cm-1     醛基C=O伸縮 (特征吸收) ——醛

2820，2720 cm-1    醛基C-H伸縮   ——醛

1715 cm-1 （強(qiáng)峰）         酮基C=O伸縮振動——脂肪酮，如果羰基與烯鍵或芳環(huán)共軛會使吸收頻率降低

8.羧酸

3300~2500 cm-1 （寬&強(qiáng)） O-H伸縮吸收

1720~1706 cm-1           C=O 吸收

1320~1210 cm-1           C-O伸縮

920 cm-1                 成鍵的O-H鍵的面外彎曲振動 ——羧酸二聚體

9.酯

1750~1735 cm-1     飽和脂肪族酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收譜帶

1210~1163 cm-1     飽和酯C-C(=O)-O譜帶 （為強(qiáng)吸收）

10.胺

3500~3100 cm-1     N-H伸縮振動吸收

1350~1000 cm-1     C-N伸縮振動吸收，N-H變形振動相當(dāng)于CH2的剪式振動方式，其吸收帶在

1640~1560 cm-1     面外彎曲振動在900~650 cm-1 。

11.腈；腈類的光譜特征

三鍵伸縮振動區(qū)域，有弱到中等的吸收。

2260-2240 cm-1     脂肪族腈

2240-2222 cm-1     芳香族腈

12.酰胺

3500-3100 cm-1      N-H伸縮振動

1680-1630 cm-1      C=O 伸縮振動

1655-1590 cm-1      N-H彎曲振動

1420-1400 cm-1      C-N伸縮

13.有機(jī)鹵化物

C-X 伸縮，脂肪族

1400-730cm-1 ：C-F；850-550 cm-1 ：C-Cl；690-515 cm-1 ：C-Br；600-500 cm-1 ：C-I

紅外吸收頻率表

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