羰基的紅外吸收峰

　　（包括醛、酮、羧酸、酯、酸酐和酰胺等）

　　 羰基吸收峰是在1900-1600cm-1區域出現強的C=O伸縮吸收譜帶，這個譜帶由于其位置的相對恒、強度高、受干擾小，已成為紅外光譜圖中最容易辨別的譜帶之一。此吸收峰最常出現在1755-1670cm-1，但不同類別的化合物 C=O 吸收峰也各不相同。

　　關于 C=O 化合物的紅外吸收規律在前面已敘述過，一般吸電子的誘導效應使 C=O 的吸收向高波移，共軛效應使其向低波移，環張力增加向高波數移，氫鍵一般向低波數移。下面我們將分類對各類羰基化合物進行討論。

　　1、 酮

　　 一般飽和脂肪酮 C=O 伸縮振動在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移，使之低于1700cm-1，但是由于空間效應使之共軛減弱時，吸收頻率下降不顯著。

　　 中的甲酮基受鄰位兩個甲基的空間阻礙作用，使羰基與苯環不能共平面，共軛效應減弱，所以VC=O在1700cm-1。

　　羰基的α-碳上連有負性取代基時，由于-I 誘導效應的結果，吸收向高頻率移動。例如α-氯化酮比一般的酮要高出20cm-1。 在環酮類中VC=O將隨環中張力增大而波數增加。

　　2、醛

　　 醛的C=O比酮的力常數大，故吸收位置較高，一般在1740-1720cm-1（s），但不易區別。但是-CHO中的C-H鍵的伸縮振動在2720-2820區域出現兩個強度相等的吸收峰，此峰比較特征，借以可用來區別是否有 -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

　　（1）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 伸縮振動吸收峰在 3550 cm-1 區域。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 向低波數移動，常在 3200-2500cm-1 區出現一寬而散的峰。這個峰通常在 2700-2500cm-1 出現一系列連續的小峰，羧酸的這一譜帶是它的特征峰，特別是與羧基的C=O伸縮振動吸收聯合考慮，特征性更強. 締合的醇, 酚在何處?

　　（2）nC=O

　　 C=O的伸縮振動由于受氫鍵的影響，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

　　 當羧基的α-氫為鹵素或其它吸電子基團取代后，使νC=O向高波移。

　　 分子內氫鍵將羧基的νC=O波數降低程度比分子間氫鍵更甚.

　　（2）νC-O

　　 羧酸的 νC-O 伸縮振動帶在 1250cm-1 附近，是一強峰，

　　（3） δO-H

　　 羧酸的δO-H 出現在1400cm-1和920cm-1區域有兩個強而寬的吸收峰。

　　 （4）羧酸鹽

　　 當羧酸的酸性質子被不同的陽離子取代，生成羧 酸鹽時，就會產生羧酸的羧基消失的特征譜帶。

　　 因為離子化產生的 R-COO -基團，使得羧酸基的 1710cm-1 附近的吸收帶就消失，代之出現的是 1580cm-1 和 1400cm-1 之間的兩個譜帶，這兩個帶對應于結構的反對稱和對稱的伸縮振動。

　　4、酯（νC=O H 和 νC-O-C）

　　 酯和內酯有兩個由νC=O和νC-O伸縮引起的很強的特征吸收帶.

　　 (1) νC=O

　　 大多數飽和脂肪酸酯的強的νC=O伸縮振動發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，在1730-1715cm-1。

　　 注意：O=C-O-C=C-或RCOOAr結構的νC=O吸收，則移向高波區。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。六元環狀內酯羰基吸收與正常酯的相同，當環變小時，其吸收位置將移向高波區。

　　(2) νC-O-C

　　 酯的νC-O-C 伸縮振動吸收帶在1330-1030區域有兩個吸收帶，其一是νasC-O在1300-1000cm-1，此帶有吸收強度大和較寬的特征，用處較大。另一個是νsC-O在1140-1030cm-1，此帶吸收強度小，參考價值不大，但是內酯此帶吸收強度較大。（其中1250-1230cm-1 處的寬而強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伸縮振動在1860-1800cm-1和1800-1750cm-1出現兩個強的吸收峰，前者是反對稱伸縮振動，后者是對稱伸縮振動。這兩個峰相距約60cm-1，開鏈酸酐高波數峰稍強于低波數峰，而環狀酸酐則高波數峰弱于低波數峰，以此可區別這兩類酸酐。

　　 共軛的酸酐則使羰基吸收向低波數移，在靠近1775cm-1和1720cm-1處出現吸收。

　　 環狀酸酐中，隨著環的張力變大，吸收峰向高波移動。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伸縮振動產生強的吸收峰，開鏈的在1180-1045cm-1，而環狀酸酐在1310-1200cm-1，利用此峰也可以區別這兩種酸酐。

　　6、 酰胺: 兼有胺和羰基化合物的特點.

　　 酰胺的主要特征峰有三個，即νC=O伸縮振動（稱為酰胺I帶）；νN-H伸縮振動及δN-H彎曲振動（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，伯酰胺出現兩個中等強度的峰，分別在3500cm-1和3400cm-1附近，相應于N-H的反對稱伸縮振動。在濃溶液和固體中由于有氫鍵發生，將移向3350-3180cm-1低頻區。隨著二締和和三締和體的存在將在此區域出現多重峰。仲酰胺在很稀溶液中，在3460-3420cm-1處只出現一個譜帶，濃溶液中或固體中締和體出現在3330cm-1，在3110-3060出現一個弱吸收帶，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別伯、仲、叔酰胺。

　　(3)δN-H彎曲振動(酰胺II帶）

　　 伯酰胺在νC=O 吸收區較低一些的地方出現尖峰，其強度相當于νC=O 峰的1/3-1/2。游離態在1600cm-1處，締合態在1650-1620處, 易被I帶覆蓋.仲酰胺游離態在1550-1510處；締和體在1570-1515處, I帶和II帶能夠分開. 利用此特點區分伯,仲酰胺. 叔酰胺和內酰胺沒有此吸收帶。注意：內酰胺含有N-H鍵也不含有δ N-H譜帶。

　　（4）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）