红外光谱图的八分区及应用

有机物的功能基和键型的不同振动吸收频率对应于红外光谱的波数范围内的八个分区，即所谓的八分区。利用红外光谱的八分区可以将产生红外吸收的化学键型和振动类型做一主干性的框架划分，见表2-5。

表2-5　红外吸收八分区特征

续表

从表2-5可以看出，第一、第二和第三分区为单键伸缩振动区，第四分区为三键伸缩振动区，第五和第六分区为双键伸缩振动，第七和第八区为不同的弯曲振动。

1.3750～3000cm-1区

2.3300～2700cm-1区

第二、第三分区见表2-6。

表2-6　3300～2700cm-1区官能团吸收特征

这一区应该注意以下几点。

（1）以3000cm-1为界，C≡C—H、C═C—H、Ar—H的C—H键伸缩振动吸收低于3000cm-1，据此，可以区分饱和与不饱和化合物。

（3）因为—CH3和—CH2—存在着两个振动态，所以出现双峰。

3.2400～2100cm-1（叁键区）

叁键区特性见表2-7。

如果改用其他溶剂，λmax必须按表1-7所列校正因素加以校正。

表2-7　叁键特性

另外，对称叁键化合物，由于振动偶极矩变化为零，所以为非红外活性的。

4.1900～1650cm-1区

在酰胺化合物中，νC═O称酰胺Ⅰ谱带，—NH2弯曲振动或N—H弯曲振动与C—N伸缩振动的组频称为酰胺Ⅱ谱带，νC—H称为Ⅲ谱带；NH面外弯曲振动吸收波数在620cm-1、700cm-1和600cm-1处，分别称为酰胺Ⅳ谱带、酰胺Ⅴ谱带和酰胺Ⅵ谱带。酰胺νC═O、νNH和δNH的红外吸收见表2-8。

表2-8　酰胺γC═O、γNH和δNH的红外吸收

5.1680～1575cm-1区（双键振动区）

双键振动区特性见表2-9。

表2-9　双键特性

当分子比较对称，如R2C═CR2，νC═C峰极弱或无吸收。芳香系化合物在1600～1500cm-1一般会出现几个较强的吸收峰。νC═C吸收常会与νC═O吸收重叠，但由于νC═O为强吸收，所以可以区分。

6.1475～650cm-1区（面外CH弯曲振动区）

7.1000～650cm-1区（面外CH弯曲振动区）

这一区的吸收具有两个作用：鉴定各类烯烃；鉴定苯环取代基个数和取代位置，见表2-10。

表2-10　链烯烃红外吸收(www.xing528.com)

例如，化合物CH3—CH═CH—CH3（A）和CH3CH═CH2（B），在1680～1620cm-1区间均有νC═C吸收，但（A）化合物为RCH═CHR型链烯烃，所以有690cm-1（Z）或970cm-1（E）吸收峰，而（B）化合物为RCH═CH2类型链烯烃，因此有910cm-1、990cm-1两个吸收峰。

芳香族化合物是一类很重要的有机化合物，所以，了解芳香族化合物的特征吸收对于识别芳香族化合物、判断其取代基类型及取代基个数很有用。

芳香化合物依据的重要吸收：

（1）νCH（AR—H）～3030cm-1说明不饱和。

（2）1600～1500cm-1区为芳环的骨架振动区（νC…C）～1600cm-1，～1585cm-1，～1500cm-1、～1450cm-1比较重。

（3）2000～1650cm-1为δCH（AR—H面外）倍频及组频（称泛频区），往往由2～6个峰组成，为取代苯类的特征谱带。可与标准图比较，确定苯环取代特征。

（4）910～690cm-1区为δCH（面外）的吸收峰，亦可以判断芳环的取代类型。

五邻氢770～730cm-1（VS）、710～690cm-1（s），四邻氢770～735cm-1（VS）、三邻氢810～750cm-1（VS），两个邻氢860～800cm-1（VS），单一氢900～860cm-1（m）。

上述规律亦可用于稠环烃化合物。泛频区苯型化合物的取代类型如图2-5所示。

图2-5　苯型化合物取代基类型