【科研干货】一文教你如何读懂红外光谱解析！

来源：有机化学网

解析红外光谱的三要素（位置，强度和峰形）  在解析红外光谱时，要同注意吸收峰的位置，强度和峰形位置，强度和峰形 。吸收位置是红外吸收最重要的特点，但在鉴定化合物分子结构时，应将吸收峰的位置辅以吸收峰强度和峰形综合分析。每种有机化合物均显示若干吸收峰，对大量红外图谱中各吸收峰强度相互比较，归纳出各种官能团红外吸收强度的变化范围。只有熟悉各官能团红外吸收的位置和强度处于一定范围时，才能准确推断出官能团的存在。

确定官能团的方法对于任何有机化合物的红外光谱，均存在红外吸收的伸缩振动和多种弯曲振动。因此，每一个化合物的官能团的红外光谱图在不同区域显示一组相关吸收峰。只有当几处相关吸收峰得到确认时，才能确定该官能团的存在。

• 例1.甲基（CH3）：2960cm^-1和2870cm^-1为伸缩振动，1460cm^-1和1380cm^-1为其弯曲振动。

• 例2. 亚甲基（CH2）：2920cm^-1和2850cm^-1为其伸缩振动，1470cm^-1和720cm^-1为其弯曲振动。

• 例3. 酯基：νC=O为1750~1725 cm^-1，νC－O在1300~1050 cm^-1有两个吸收谱带。

红外光谱解析步骤（1）根据确定的分子式，计算不饱和度，预测可能的官能团。（2）首先观察红外光谱的官能团区，找出该化合物可能存在的官能团。（3）查看红外光谱的指纹区，找出官能团的相关吸收峰，最后才确定该化合物存在某官能团。（4）判断是否芳香族化合物，若为芳香化合物，找出苯的取代位置。（5）根据红外光谱指纹区的吸收峰与已知化合物的红外光谱或标准图谱对照，确定是否为已知化合物。

红外光谱解析步骤（1）根据确定的分子式，计算不饱和度，预测可能的官能团。（2）首先观察红外光谱的官能团区，找出该化合物可能存在的官能团。（3）查看红外光谱的指纹区，找出官能团的相关吸收峰，最后才确定该化合物存在某官能团。（4）判断是否芳香族化合物，若为芳香化合物，找出苯的取代位置。（5）根据红外光谱指纹区的吸收峰与已知化合物的红外光谱或标准图谱对照，确定是否为已知化合物。

（1）首先依据谱图推出化合物碳架类型，根据分子式计算不饱和度。公式：不饱和度＝F+1+(T-O)/2其中：F：化合价为4价的原子个数（主要是C原子）；T：化合价为3价的原子个数（主要是N原子）；O：化合价为1价的原子个数（主要是H原子）。F、T、O分别是英文4,3 1的首字母，这样记起来就不会忘了。举个例子：例如苯（C6H6），不饱和度＝6+1+（0-6）/2＝4，3个双键加一个环，正好为4个不饱和度。
（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、芳香化合物吗，而低于3000cm^-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。

（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，再依据其他官能团，如 C=O，O-H，C-N 等特征吸收来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。解析的过程基本就是这样吧，至于制样以及红外谱图软件的使用，一般的有机实验书上都有比较详细的介绍的。

常用常见的键值1.烷烃3000-2850 cm^-1    C-H伸缩振动1465-1340 cm^-1    C-H弯曲振动一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm^-1  以下，接近3000 cm^-1  的频率吸收。
2.烯烃3100~3010 cm^-1    烯烃C-H伸缩1675~1640 cm^-1    C=C伸缩烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm^1）。
3.炔烃2250~2100 cm^-1    C≡C伸缩振动3300 cm^-1 附近   炔烃C-H伸缩振动
4.芳烃3100~3000 cm^-1    芳环上C-H伸缩振动1600~1450 cm^-1    C=C 骨架振动880~680 cm^-1      C-H面外弯曲振动)芳香化合物重要特征：一般在1600，1580，1500和1450 cm^-1可能出现强度不等的4个峰。880~680 cm^-1 ，C-H面外弯曲振动吸收，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,常常用此频区的吸收判别异构体。
5.醇和酚主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收。3650~3600 cm^-1     自由羟基O-H的伸缩振动，为尖锐的吸收峰3500~3200 cm^-1     分子间氢键O-H伸缩振动，为宽的吸收峰1300~1000 cm^-1     C-O 伸缩振动769-659 cm^-1       O-H 面外弯曲
6.醚1300~1000 cm^-1     伸缩振动（特征吸收）1150~1060 cm^-1     一个强的吸收峰——脂肪醚1270~1230 cm^-1   （为Ar-O伸缩）；1050~1000 cm^-1   （为R-O伸缩）——芳香醚的两个C-O伸缩振动吸收
7.醛和酮1750~1700 cm^-1     醛基C=O伸缩 (特征吸收) ——醛2820，2720 cm^-1    醛基C-H伸缩  ——醛1715 cm^-1 （强峰）         酮基C=O伸缩振动——脂肪酮，如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低
8.羧酸3300~2500 cm^-1 （宽&强） O-H伸缩吸收1720~1706 cm^-1           C=O 吸收1320~1210 cm^-1           C-O伸缩920 cm^-1                 成键的O-H键的面外弯曲振动 ——羧酸二聚体
9.酯1750~1735 cm^-1     饱和脂肪族酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带1210~1163 cm^-1     饱和酯C-C(=O)-O谱带 （为强吸收）
10.胺3500~3100 cm^-1     N-H伸缩振动吸收1350~1000 cm^-1     C-N伸缩振动吸收，N-H变形振动相当于CH₂的剪式振动方式，其吸收带在1640~1560 cm^-1     面外弯曲振动在900~650 cm^-1 。
11.腈；腈类的光谱特征三键伸缩振动区域，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伸缩振动1680-1630 cm^-1      C=O 伸缩振动1655-1590 cm^-1      N-H弯曲振动1420-1400 cm^-1      C-N伸缩
13.有机卤化物C-X 伸缩，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

红外吸收频率表

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