总结
红外光谱(Infrared Spectroscopy, IR)的研究开始于20
世纪初期，自1940年商品红外光谱仪问世以来，红外光谱在有机化学研究中得到广泛的应用。近几十年来一些新技术 (如发射光谱、光声光谱、色——红联用等) 的出现，使红外光谱技术得到更加蓬勃的发展。
20世纪初已发表了100多种有机化合物的红外光谱图，给有机化学家提供了鉴别未知化合物的有力手段。到 50年代末就已经积累了丰富的红外光谱数据。到70年代，在电子计算机蓬勃发展的基础上，傅立叶变换红外光谱(FTIR) 实验技术进入现代化学家的实验室，成为结构分析的重要工具。它以高灵敏度、高分辨率、快速扫描、联机操作和高度计算机化的全新面貌使经典的红外光谱技术再获新生。近几十年来一些新技术 (如发射光谱、光声光谱、色——红联用等) 的出现，使红外光谱技术得到更加蓬勃的发展。
1.红外光谱基本原理
①红外光谱原理：
当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。所以，红外红外光谱光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。
当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。
三、红外光谱鉴别法
（一）原理
物质分子吸收波数位于4000~400cm-1范围的红外光而产生的吸收光谱称为红外吸收光
谱。利用红外吸收光谱对物质进行分析的方法称为红外分光光度法（Infrared Spectrometry，
缩写为IR）。红外光谱法专属性强、应用较广（固体、液体、气体样品），是药物鉴别的重
要方法。IR主要用于组分单一、结构明确的原料药，特别适合于用其他方法不易区分的同
类药物，如磺胺类、甾体激素类和半合成抗生素类药品。红外吸收光谱的纵坐标一般为透光
率（T％），横坐标为波数（cm-1）或波长（m），一般用波数表示。与紫外吸收光谱不同，
红外吸收光谱中吸收峰的位置是透光率峰谷对应的红外光波数。
盐酸普鲁卡因的红外吸收光谱
一张红外光谱图按其特征可分为特征区（4000~1300cm-1）和指纹区（1300～400cm-1）。
特征区的吸收峰由一些常见基团或化学键的振动产生，具有峰位恒定、峰相对稀疏、易于辨
认和归属的特点。指纹区内的峰，来源多，既有化学键的伸缩振动吸收、弯曲振动吸收，又
有泛频峰等弱吸收，这些峰峰位集中、强度变化大，不易于归属，但对特定化合物，该区域
具有人指纹一样的特征性。
ChP2010收载的光谱图，系用分辨率为2 cm-1条件绘制，基线一般控制在90%透光率以
上，供试品取样量一般控制在使其最强吸收峰在10%透光率以下。ChP2010收载的药品红
外光谱图的波数范围为4000～400cm-1，而BP收载的光谱图绝大部分标准图谱为2000～
400cm-1波数范围。
（二）方法
红外光谱的特征性强，除光学异构体及长链烷烃同系物外，几乎没有两种化合物具有完
全相同的红外吸收光谱，因此各国药典采用红外光谱法对药物进行鉴别。
国家药典委员会编订有《药品红外光谱集》第一～四卷。鉴别时，按《药品红外光谱集》中收载的制备方法制
备，再与该品种的标准图谱比较，应一致。
ChP采用与标准图谱对照法，而USP则采用与对照品同法测定后，比较IR图谱的一致
1 实验五：红外吸收光谱法结构分析初步
一、 实验目的
1、 掌握一般固体试样的制样方法以及压片机的使用方法。
2、 了解红外光谱仪的工作原理。
3、 掌握红外光谱仪的一般操作。
二、 实验原理
红外吸收光谱是由于分子中振动能级的跃迁而产生的。由于不同物质或同一物质的不同聚集态中各基团固有的振动频率不同或结构的不同，导致所产生的吸收光谱带的数目、位置、形状以及强度的不同，因此我们可根据物质的红外吸收光谱来判断该物质或其某个或某些官能团是否存在。
本实验就是根据间硝基苯甲酸上几个官能团的特征吸收峰来鉴别改物质的。
三、 实验仪器和试剂
1、 仪器：MB104红外光谱仪，压片机，模具和试样，玛瑙研钵，不锈钢药匙，不锈钢镊子，红外烘灯。
2、 试剂：间硝基苯甲酸（AR），KBr（光谱纯），无水乙醇（AR），棉球。
四、 实验内容
1、 准备工作
（1） 打开红外分光光度计电源开关，预热20min。打开电脑。
（2） 用无水乙醇棉球擦洗玛瑙研钵，用红外灯烘干。
2、 试样的制备
（1） 试样处理 取试样1~2 mg，加大约100倍试样量的KBr于玛瑙研钵中研磨，在红外烘灯下边烘边磨。一般试样用力研磨20min，高分子试样需更长时间。
（2） 装模 取出模具，准确套上模膛，放好垫片，将制好的试样均匀的抖入模膛内，试样量以能压成片为准，在能成片的基础上越薄越好。再放入另一个垫片，装上插杆。
（3） 压片 将模具置于压片机工作台中心，旋动压力丝杆将模具顶紧，顺时针关闭放油阀，摇动油泵把手，使压力上升至15Mpa，保持5min。
（4） 脱模 逆时针拧开放油阀，旋松压力丝杆，轻轻地取出模具，与装模顺序相反取出试样。将试样放在固体试样池上。
3、 吸收光谱扫描
（1） 打开灯电源
（2） 点击GPAMS AI图标，红外分光光度计软件
（3） 背景扫描：点击Collect→Collect→Background.spc→进入自己的文件夹（或新建文件夹），并输入文件名保存→Background →Ok Collect，得到背景图。
红外光谱分析
一． 基本原理
红外吸收光谱(Infrared Absorption Spectrum，IR)是利用物质的分子吸收了红外辐射后，并由其振动或转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，得到分子振动能级和转动能级变化产生的振动-转动光谱，因为出现在红外区，所以称之为红外光谱。利用红外光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法称为红外吸收光谱法。
当分子受到红外光的辐射，产生振动能级的跃迁，在振动时伴有偶极矩改变者就吸收红外光子，形成红外吸收光谱。若用单色的可见光照射(今采用激光，能量介于紫外光和红外光之间)，入射光被样品散射，在入射光垂直面方向测到的散射光，构成拉曼光谱。通常将红外光谱区按波长分为3个区域，即近红外区、中红外区、远红外区，如下表所示：
区域名称 波长λ/um 波数b/cm-1 能级跃迁类型
近红外 0.75~2.5 13300~4000 OH、NH及CH键的倍频吸收区
中红外 2.5~50 4000~200 各个键的伸缩和弯曲振动，可以得到官能团周围环境的信息，用于化合物的鉴定
远红外 20~1000 200~10 含重原子的化学键伸缩振动和弯曲振动的基频在远红外光区
常用波段 2.5~25 4000~400
1. 分子振动类型
有机分子中诸原子通过各类化学键联结为一个整体，当它受到光的辐射时，发生转动和振动能级的跃迁。简单的双原子化合物如A-B
的振动方式是A 和B 两个原子沿着键的方向作节奏性伸和缩的运动，可以形象地比作连着A、B 两个球的弹簧的谐振运动。为此 A-B
键伸缩振动的基频可用胡克定律推导的公式计算其近似值
式中，f 是键的振动基频，单位为cm-1；c 是光速；k 是化学键力常数，相当于胡克弹簧常数，是各种化学键的属性，代表键伸缩和张合的难易程度，与原子质量无关；m 是原子的折合质量，即m=m1·m2/(m1+m2)。上式表明键的振动基频与力常数成正比，力常数越大，振动的频率越高。振动的基频与原子质量成反比，原子质量越轻，连接的键振动频率越高。上述是双原子化合物。多原子组成的非线型分子的振动方式就更多。含有n 个原子就得用3n 个坐标描述分子的自由度，其中3 个为转动、3 个为平动、剩下3n-6 个为振动自由度。每一种振动按理在红外光谱中都应该有其吸收峰，但是事实上只有在分子振动时有偶极矩的改变才会产生明显的吸收峰。如顺式二氯乙烯在1580 cm-1 处有双键振动的强吸收峰。高度对称的化学键，如反式二氯乙烯分子中的双键，由于分子振动前后的偶极矩没有改变，此种双键在红外光谱中无吸收峰(1665 cm-1 处的弱吸收峰是845cm-1 和 825 cm-1的合频)。由于对称双键极化度发生改变，因此在拉曼光谱中1580 cm-1 处有强吸收峰。
