一文了解羰基化合物的光譜區(qū)域特征
羰基吸收峰是在1900-1600cm-1區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)的C=O伸縮吸收譜帶，這個(gè)譜帶由于其位置的相對恒、強(qiáng)度高、受干擾小，已成為紅外光譜圖中最容易辨別的譜帶之一。此吸收峰最常出現(xiàn)在1755-1670cm-1，但不同類別的化合物 C=O 吸收峰也各不相同。
關(guān)于 C=O 化合物的紅外吸收規(guī)律在前面已敘述過，一般吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)使 C=O 的吸收向高波移，共軛效應(yīng)使其向低波移，環(huán)張力增加向高波數(shù)移，氫鍵一般向低波數(shù)移。下面我們將分類對各類羰基化合物進(jìn)行討論。
1、 酮
一般飽和脂肪酮 C=O 伸縮振動(dòng)在1725-1705cm-1，α、β-不飽和酮和芳香酮，由于共軛作用使吸收向低波數(shù)移，使之低于1700cm-1，但是由于空間效應(yīng)使之共軛減弱時(shí)，吸收頻率下降不顯著。
中的甲酮基受鄰位兩個(gè)甲基的空間阻礙作用，使羰基與苯環(huán)不能共平面，共軛效應(yīng)減弱，所以VC=O在1700cm-1。
羰基的α-碳上連有負(fù)性取代基時(shí)，由于-I 誘導(dǎo)效應(yīng)的結(jié)果，吸收向高頻率移動(dòng)。例如α-氯化酮比一般的酮要高出20cm-1。 在環(huán)酮類中VC=O將隨環(huán)中張力增大而波數(shù)增加。
2、醛
醛的C=O比酮的力常數(shù)大，故吸收位置較高，一般在1740-1720cm-1（s），但不易區(qū)別。但是-CHO中的C-H鍵的伸縮振動(dòng)在2720-2820區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)度相等的吸收峰，此峰比較特征，借以可用來區(qū)別是否有 -CHO存在。各種因素對醛中羰基吸收頻率的影響同酮相同。
3、羧酸
羧酸的最特征的吸收峰是： νO-H 和 VC=O
?。?）νO-H
羧酸的νO-H 只有在氣相或極稀的非極性溶劑溶液中，才能看到游離的 O-H 伸縮振動(dòng)吸收峰在 3550 cm-1 區(qū)域。但由于羧酸易形成氫鍵，所以一般液體及固體羧酸均以二締和體存在，使νO-H 向低波數(shù)移動(dòng)，常在 3200-2500cm-1 區(qū)出現(xiàn)一寬而散的峰。這個(gè)峰通常在 2700-2500cm-1 出現(xiàn)一系列連續(xù)的小峰，羧酸的這一譜帶是它的特征峰，特別是與羧基的C=O伸縮振動(dòng)吸收聯(lián)合考慮，特征性更強(qiáng). 締合的醇, 酚在何處?
?。?）nC=O
C=O的伸縮振動(dòng)由于受氫鍵的影響，羧基中的C=O吸收向低波移。
例如： 單體 二締合體
RCOOH 1750-1770cm-1 1725-1700cm-1
CH2=CHCOOH 1720cm-1 1690cm-1
ArCOOH 1720cm-1 1680-1700cm-1
當(dāng)羧基的α-氫為鹵素或其它吸電子基團(tuán)取代后，使νC=O向高波移。
分子內(nèi)氫鍵將羧基的νC=O波數(shù)降低程度比分子間氫鍵更甚.
?。?）νC-O
羧酸的 νC-O 伸縮振動(dòng)帶在 1250cm-1 附近，是一強(qiáng)峰，
?。?） δO-H
羧酸的δO-H 出現(xiàn)在1400cm-1和920cm-1區(qū)域有兩個(gè)強(qiáng)而寬的吸收峰。
（4）羧酸鹽
當(dāng)羧酸的酸性質(zhì)子被不同的陽離子取代，生成羧 酸鹽時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生羧酸的羧基消失的特征譜帶。
因?yàn)殡x子化產(chǎn)生的 R-COO -基團(tuán)，使得羧酸基的 1710cm-1 附近的吸收帶就消失，代之出現(xiàn)的是 1580cm-1 和 1400cm-1 之間的兩個(gè)譜帶，這兩個(gè)帶對應(yīng)于結(jié)構(gòu)的反對稱和對稱的伸縮振動(dòng)。
4、酯（νC=O H 和 νC-O-C）
酯和內(nèi)酯有兩個(gè)由νC=O和νC-O伸縮引起的很強(qiáng)的特征吸收帶.
(1) νC=O
大多數(shù)飽和脂肪酸酯的強(qiáng)的νC=O伸縮振動(dòng)發(fā)生在比酮的正常頻率為高的1740cm-1處（甲酸甲酯除外，在1725-1720cm-1）。
C=C-COOR或ArCOOR的νC=O吸收，由于共軛作用移向低波數(shù)，在1730-1715cm-1。
注意：O=C-O-C=C-或RCOOAr結(jié)構(gòu)的νC=O吸收，則移向高波區(qū)。α-鹵代羧酸酯的νC=O吸收頻率也升高，如：三氯乙酸酯在1770cm-1。六元環(huán)狀內(nèi)酯羰基吸收與正常酯的相同，當(dāng)環(huán)變小時(shí)，其吸收位置將移向高波區(qū)。
(2) νC-O-C
酯的νC-O-C 伸縮振動(dòng)吸收帶在1330-1030區(qū)域有兩個(gè)吸收帶，其一是νasC-O在1300-1000cm-1，此帶有吸收強(qiáng)度大和較寬的特征，用處較大。另一個(gè)是νsC-O在1140-1030cm-1，此帶吸收強(qiáng)度小，參考價(jià)值不大，但是內(nèi)酯此帶吸收強(qiáng)度較大。（其中1250-1230cm-1 處的寬而強(qiáng)的譜帶是乙酸烷基酯的特征吸收帶。）
5、 酸酐
（1）n C=O
酸酐的C=O伸縮振動(dòng)在1860-1800cm-1和1800-1750cm-1出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)的吸收峰，前者是反對稱伸縮振動(dòng)，后者是對稱伸縮振動(dòng)。這兩個(gè)峰相距約60cm-1，開鏈酸酐高波數(shù)峰稍強(qiáng)于低波數(shù)峰，而環(huán)狀酸酐則高波數(shù)峰弱于低波數(shù)峰，以此可區(qū)別這兩類酸酐。
共軛的酸酐則使羰基吸收向低波數(shù)移，在靠近1775cm-1和1720cm-1處出現(xiàn)吸收。
環(huán)狀酸酐中，隨著環(huán)的張力變大，吸收峰向高波移動(dòng)。例如：
五元酸酐 VC=O 1871cm-1 1793cm-1
六元酸酐 VC=O 1822cm-1 1780cm-1
(2) n C-O-C
酸酐的C-O伸縮振動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)的吸收峰，開鏈的在1180-1045cm-1，而環(huán)狀酸酐在1310-1200cm-1，利用此峰也可以區(qū)別這兩種酸酐。
6、 酰胺: 兼有胺和羰基化合物的特點(diǎn).
酰胺的主要特征峰有三個(gè)，即νC=O伸縮振動(dòng)（稱為酰胺I帶）；νN-H伸縮振動(dòng)及δN-H彎曲振動(dòng)（稱為酰胺II帶），酰胺還有C-N吸收帶（酰胺III帶），
(1)νN-H
在稀溶液中，伯酰胺出現(xiàn)兩個(gè)中等強(qiáng)度的峰，分別在3500cm-1和3400cm-1附近，相應(yīng)于N-H的反對稱伸縮振動(dòng)。在濃溶液和固體中由于有氫鍵發(fā)生，將移向3350-3180cm-1低頻區(qū)。隨著二締和和三締和體的存在將在此區(qū)域出現(xiàn)多重峰。仲酰胺在很稀溶液中，在3460-3420cm-1處只出現(xiàn)一個(gè)譜帶，濃溶液中或固體中締和體出現(xiàn)在3330cm-1，在3110-3060出現(xiàn)一個(gè)弱吸收帶，是δN-H（1550cm-1）的倍頻峰。叔酰胺由于N上沒有H而沒此吸收帶，因此利用此吸收帶可以識(shí)別伯、仲、叔酰胺。
(3)δN-H彎曲振動(dòng)(酰胺II帶）
伯酰胺在νC=O 吸收區(qū)較低一些的地方出現(xiàn)尖峰，其強(qiáng)度相當(dāng)于νC=O 峰的1/3-1/2。游離態(tài)在1600cm-1處，締合態(tài)在1650-1620處, 易被I帶覆蓋.仲酰胺游離態(tài)在1550-1510處；締和體在1570-1515處, I帶和II帶能夠分開. 利用此特點(diǎn)區(qū)分伯,仲酰胺. 叔酰胺和內(nèi)酰胺沒有此吸收帶。注意：內(nèi)酰胺含有N-H鍵也不含有δ N-H譜帶。
?。?）酰胺還有C-N吸收帶（酰胺III帶），它們的吸收位置如下：
伯酰胺 1420-1400cm-1（中）；仲酰胺 1305-1200cm-1（中）
叔酰胺 700-620cm-1（中）
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項(xiàng)目成果
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技術(shù)原理
