[科普中国]-指纹区

红外光谱指纹区（1300~400cm-1，7.69~ 25微米）吸收峰的特征性强，可用于区别不同化合物结构上的微小差异。犹如人的指纹，故称为指纹区。指纹区的红外吸收光谱很复杂，能反映分子结构的细微变化。这个区域的振动类型复杂而且重叠，特征性差，但对分子结构的变化高度敏感，只要分子结构上有微小的变化，都会引起这部分光谱的明显改变。

指纹区的定义红外光谱指纹区（1300~400 ，7.69~ 25 ）吸收峰的特征性强，可用于区别不同化合物结构上的微小差异。犹如人的指纹，故称为指纹区。1

指纹区红外谱图特点利用红外光谱鉴定化合物的结构，需要熟悉重要的红外光谱区域基团和频率的对应关系。通常我们称1300~400 为红外光谱指纹区，它的特点是：

1 多峰性。产生于C-C，C-X（X可以是卤素，氧，氮，磷原子等）单键的伸缩振动和变形振动，以及弯曲振动和伸缩振动之间发生相互作用产生的一些倍频振动等都在此狭窄范围内反映出来，使这个区域的光谱极为复杂。

2 峰特征性。由于分子中诸多振动形式的存在，以及不同结构分子间偶合作用、电子诱导效应、共轭效应、氢键效应，使得同系物在该区的谱接峰位置、强度形态也不会相同，可以弥补官能团区数据的不足。

3 峰移动性。官能团区基团频率相对固定，指纹区中分子结构差异使其谱峰位置变化极大。例如相同结晶态的系列高聚物，由于其聚合度的不同，在指纹区的谱图均不相同。

4 精细性。利用指纹区谱峰位置、谱峰形状、谱峰强度，可以指示长链 的存在，双键取代程度和构型，苯环取代位置，碳基的具体归属，卤代烃取代种类等。2

指纹区中的特征振动饱和化合物的C一H弯曲振动存在于甲基、亚甲基和次甲基中，甲基的弯曲振动中以对称变形振动较为特征。吸收谱带在1380一1370 处，受取代基的影响很小。可作为判断有无甲基的依据。亚甲基弯曲振动中的平面摇摆振动在分析中很有用。当四个或四个以上的亚甲基以直链相连时，其平面摇摆振动出现在720 处，随着亚甲基数目的减少，向高波方向移动，由此推测碳链的长短。

烯烃中乙烯基的C-H面外弯曲振动特别强，波数在1000~800 ，峰位峰形与其取代基关系密切。可借此判断各取代类型的烯烃。

炔烃中的炔基的C-H中的面外弯曲振动在665~625 有强而宽的吸收带，其常有1375~1225 的倍频。

芳烃的C一H弯曲振动中，面外弯曲振动主要在900~650 ，当苯环上带有取代基时，破坏了苯分子的对称性，此时振动特征地对应于苯环的取代类型（即和环上相邻的氢原子数目有关，而与取代基类型无关），甚至可以利用这些峰对苯环的邻、间、对位异构体混合物进行定量分析。这一规律对于稠环芳烃一般也适用，但相应向高频移动。六元芳香杂环的光谱特征和苯环的情况非常相似。

C一O伸缩振动常常是指纹区中最强的峰，较易识别。醇的C一O伸缩振动在1170~1000处，随伯仲叔醇而不同，可用于鉴别；酚的C一O伸缩振动在1335一1165处；脂肪醚的C一O一C键的伸缩振动带在1100附近，这也是脂肪醚唯一的特征吸收；芳香醚的C一O键振动吸收是一个强带，在1250附近；酯中C一O键振动伸缩包含有分子内其它单键如C一C的相互作用，位于1200~1170，强而宽。

羟基一OH的面外弯曲振动，在氢缔合时的状态下，位于650附近。醇的一OH基的变形振动出现在1420~1250间，宽而弱；酚的一OH基的变形振动在1390~1315，宽而弱。

C一F、C一Cl、C一Br的伸缩振动都有强吸收,分别出现在1400~1100、800~600(双峰)和650~560的处，C一I键的振动吸收出现于频率更低的位置。2

指纹区的作用指纹区吸收峰强度和位置相似，相互干扰较大，再加上各种弯曲振动的能级差小，因此 ，该区域的吸收峰密集、复杂多变、不容易辨认。通过指纹区査找相关吸收峰以进一步佐证特征区确定的基团或化学键的存在，同时还可以确定化合物的细微结构。在利用红外光谱鉴定结构和医学领域都有着广泛的应用。13

本词条内容贡献者为:

李廉 - 副教授 - 中国矿业大学