第六章 红外吸收光谱法2
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第六章红外吸收光谱法基本要点:1.红外光谱分析基本原理;2.红外光谱与有机化合物结构;3.各类化合物的特征基团频率;4.红外光谱的应用;5.红外光谱仪.学时安排:3学时第一节概述分子的振动能量比转动能量大,当发生振动能级跃迁时,不可避免地伴随有转动能级的跃迁,所以无法测量纯粹的振动光谱,而只能得到分子的振动-转动光谱,这种光谱称为红外吸收光谱。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收了某些频率的辐射,并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线,就得到红外光谱。
一、红外光区的划分红外光谱在可见光区和微波光区之间,波长范围约为0.75~1000µm,根据仪器技术和应用不同,习惯上又将红外光区分为三个区:近红外光区(0.75~ 2.5µm),中红外光区( 2.5~25µm),远红外光区(25~1000µm)。
近红外光区(0.75~ 2.5µm)近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团(如O—H、N—H、C—H)伸缩振动的倍频吸收等产生的。
该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物,并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析。
中红外光区(2.5~25µm)绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。
由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动,所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。
同时,由于中红外光谱仪最为成熟、简单,而且目前已积累了该区大量的数据资料,因此它是应用极为广泛的光谱区。
通常,中红外光谱法又简称为红外光谱法。
远红外光区(25~1000µm)该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、振动-转动跃迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的。
第 6 章红外吸收光谱法6.1 内容提要6.1.1 基本概念红外吸收光谱——当用红外光照射物质时,物质分子的偶极矩发生变化而吸收红外光光能,有振动能级基态跃迁到激发态(同时伴随着转动能级跃迁),产生的透射率随着波长而变化的曲线。
红外吸收光谱法——利用红外分光光度计测量物质对红外光的吸收及所产生的红外光谱对物质的组成和结构进行分析测定的方法,称为红外吸收光谱法。
振动跃迁——分子中原子的位置发生相对运动的现象叫做分子振动。
不对称分子振动会引起分子偶极矩的变化,形成量子化的振动能级。
分子吸收红外光从振动能级基态到激发态的变化叫做振动跃迁。
转动跃迁——不对称的极性分子围绕其质量中心转动时,引起周期性的偶极矩变化,形成量子化的转动能级。
分子吸收辐射能(远红外光)从转动能级基态到激发态的变化叫做转动跃迁。
伸缩振动——原子沿化学键的轴线方向的伸展和收缩的振动。
弯曲振动——原子沿化学键轴线的垂直方向的振动,又称变形振动,这是键长不变,键角发生变化的振动。
红外活性振动——凡能产生红外吸收的振动,称为红外活性振动,不能产生红外吸收的振动则称为红外非活性振动。
诱导效应——当基团旁边连有电负性不同的原子或基团时,通过静电诱导作用会引起分子中电子云密度变化,从而引起键的力常熟的变化,使基团频率产生位移的现象。
共轭效应——分子中形成大键使共轭体系中的电子云密度平均化,双键力常数减小,使基团的吸收频率向低波数方向移动的现象。
氢键效应——氢键使参与形成氢键的原化学键力常数降低,吸收频率将向低波数方向移动的现象。
溶剂效应——由于溶剂(极性)影响,使得吸收频率产生位移现象。
基团频率——通常将基团由振动基态跃迁到第一振动激发态所产生的红外吸收频率称为基团频率,光谱上出现的相应的吸收峰称为基频吸收峰,简称基频峰。
振动偶合一一两个相邻基团的振动之间的相互作用称为振动偶合。
基团频率区一一红外吸收光谱中能反映和表征官能团(基团)存在的区域。
红外吸收光谱分析法
一、红外吸收光谱分析法概述
红外吸收光谱分析法是一种利用物质的红外光吸收能力来探测它们的物质组成的技术。
它特别适用于有机化合物和无机化合物的光谱分析。
通过分析红外吸收光谱,可以检测物质中的有机键、C-H键、C-O键或N-H 键的存在和位置,从而鉴定出物质的化学结构和性质。
红外光吸收法的原理是,物质中的分子、晶体或其他结构会在不同的波长处吸收光,产生光谱,这些吸收光谱是物质的独特特征,反映出物质的特性。
根据这种特性,分析用不同波长的光照射样品,并从所得到的光谱中提取出电子激发、分子振动等信息,从而得到物质的结构和性质。
二、红外吸收光谱分析法基本原理
红外吸收光谱分析法的原理是,当物质受到红外幅射的照射时,它的分子会产生振动和旋转,这些振动和旋转的能量会转化为更高能量的电子跃迁。
这些电子跃迁会引起物质材料吸收一些具有特定波长的红外光,从而产生在不同波长的吸收光谱,通过分析这些吸收光谱,就可以求取物质分子的结构和性质。
第六章 胺类药物分析学习目标知识目标:● 了解对氨基苯甲酸酯类药物,酰胺类药物,苯乙胺类药物的结构特征● 理解盐酸普鲁卡因、对乙酰氨基酚、肾上腺素的构性关系与质量分析方法的联系● 掌握盐酸普鲁卡因、对乙酰氨基酚、肾上腺素的鉴别试验、杂质检查方法和含量测定方法能力目标:● 根据胺类药物的化学结构,能够选择相应的鉴别、杂质检查及含量测定方法● 依据药典,能够正确分析胺类药物质量胺类药物涉及面广,国内外药典收载品种较多。
依据化学结构,胺类药物包括芳胺类、芳烃胺类、脂肪胺类、磺酰胺等。
本章重点讨论其中的对氨基苯甲酸酯类药物、酰胺类药物以及芳烃胺类药物中的苯乙胺类药物。
这三类药物的化学结构中均具有苯环和氨基,有些药物还含酚羟基、芳伯氨基等官能团,这些官能团是选择药物质量控制方法的重要依据。
第一节 对氨基苯甲酸酯类药物的分析对氨基苯甲酸酯类药物具有对氨基苯甲酸酯母核,基本结构如下C R 1HN OOR 2一、对氨基苯甲酸酯类药物结构与性质、分析方法的关系(重点,掌握)1. 弱碱性:多具有脂烃胺侧链且为叔胺氮原子,显弱碱性,能与生物碱沉淀剂发生沉淀反应,可用非水碱量法测定含量。
2. 芳伯氨基特性:多具有芳伯氨基,可发生重氮化-偶合反应,可与芳醛缩合反应。
3. 水解特性:具有酯键或酰胺键,易水解,影响药品质量。
4. 紫外吸收特性二、鉴别试验(重点)(一)重氮化-偶合反应/芳香第一胺反应(掌握)分子结构中具有芳伯氨基或潜在芳伯氨基的药物,可在酸性条件下与亚硝酸钠试液作用,发生重氮化反应,生成的重氮盐再与碱性β-萘酚偶合生成橙红色偶氮化合物,此即为芳香第一胺反应,属于“一般鉴别试验”。
中国药典(2010年版)收载盐酸普鲁卡因、盐酸普鲁卡因注射液、注射用盐酸普鲁卡因、苯佐卡因均可采用此法鉴别。
盐酸丁卡因不具有芳伯氨基,无重氮化-偶合反应,但其结构中的芳香仲胺在酸性溶液中也可与亚硝酸钠发生反应,生成乳白色的N-亚硝基化合物沉淀,可与含有芳伯氨基的同类药物区别。