红外光谱2015-1详解
药物分析红外吸收光谱详解演示文稿
非线性分子振动自由度 = 3N –（3+3）= 3N – 6
用途：估计分子基本振动形式的数目。
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例1：
H2O
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例2：
CO2
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二、红外吸收光谱产生的条件和吸收峰强度
condition of Infrared absorption spectroscopy
动。
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吸电子基团的引入，使羰基的双键性增强，使K ↑，故 其伸缩振动的频率↑
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②共轭效应（conjugative effect ；+C或+M ） 共轭效应，使吸收峰向低频方向移动。
共轭效 电 应子 使离域， ， K双 键 性
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分子自由度数（3N）= 平动 + 转动 + 振动
标定一个原子在空间的位置，需3个坐标，一个原子有3个自 由度。
振动= 分子自由度数（3N）–（平动 + 转动）
线性分子振动自由度 = 3N –（3+2）= 3N – 5
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三、吸收峰的位置
简称峰位，用σmax、 λmax 、νmax表示。基频 峰σmax = σ
（一） 基本振动频率（基频峰的峰位）
据Hook定律推导出简谐振动公式计算：
1 K 2 u
K为化学键力常数：
单键、双键、三键的力常数分别近似为5、 10、15N/cm（N=1×105g﹒cm/s2）
K越大，化学键的强度越大
红外光谱(IR)
k 大，化学键的振动波数高 。
δ
1 2c
K
如：K值：单键4－6×102N/m < 双键8－10×102N/m < 叁键12－18×102 N/m
kCC(2222cm-1) > kC=C(1667cm-1) > kC-C(1429cm-1)（质量相近）
如:
质量m大， μ 增大，化学键的振动波数低 。
远红外
(ΔE=0.05～0.005ev； =25－250μm)
红外光谱区
区域 近红外 中红外 远红外 λ(μm) 0.75～2.5 2.5~50 50～1000 σ(cm-1 ) 13000 ~4000 4000~200 200~10 ν (Hz) 4.0×1014 ～ 1.2×1014 1.2×1014 ～ 6.0×1012 6.0×1012 ～ 3.0×1011 能级跃迁类型
R—C
3
⑥ 费米共振
一基团的倍频或合频与另一基团的基频相近，且具有相同的对称性时，他们可能 产生共振，使谱带分裂，并使强度很弱的倍频或合频谱带变得异常强，这一现象称为 费米共振。 2780cm-1 O 2700cm-1 如： C-H伸缩：2800cm-1
—C—H
C-H的面内弯曲（1400cm-1）的第一倍频：2700~2800cm-1
E c h c
波长：m，cm；h－普朗克常数 波数：σ ＝1/ ——横坐标 红外吸收谱带的强度——纵坐标 E分子＝E电子＋E振动＋E转动 紫 外 红外
(ΔE=0.05～1ev； =1.252 －125μm)
(ΔE=1～20ev； =0.06－1.25μm)
1942cm-1
‖
O
电负性增强，频率增大
仪器分析实验有机化合物的红外光谱分析解读
仪器分析实验有机化合物的红外光谱分析 2015年4月21日有机化合物的红外光谱分析开课实验室：环境资源楼312【实验目的】1、初步掌握两种基本样品制备技术及傅里叶变换光谱仪器的简单操作；2、通过谱图解析及网上标准谱图的检索，了解由红外光谱鉴定未知物的一般过程；3、掌握有机化合物红外光谱测定的制样方法，回顾基础有机化学光谱的相关知识。
【基本原理】• 原理概述：物质分子中的各种不同基团，在有选择地吸收不同频率的红外辐射后，发生振动能级之间的跃迁，形成各自独特的红外吸收光谱。
据此，可对物质进行定性和定量分析。
特别是对化合物结构的鉴定，应用更为广泛。
• 红外吸收法：类型：吸收光谱法；原理：电子的跃迁：电子由于受到光、热、电等的激发，从一个能级转移到另一个能级的现象。
这是因为分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。
当这些电子有选择地吸收了不同频率的红外辐射的能量，发生振动能级之间的跃迁，形成各自独特的红外吸收光谱。
据此，可对化合物进行定性和定量分析；条件：分子具有偶极矩。
【仪器与试剂】1、仪器：傅里叶变换红外光谱仪（德国Bruker公司，TENSOR 27型; 美国Thermo Fisher 公司， Nicolet 6700型）；压片机；玛瑙研钵；红外灯。
2、试剂：NaCl窗片、KBr晶体，待分析试样液体及固体。
【实验步骤】1、样品制备（1）固体样品：KBr压片法在玛瑙研钵将KBr晶体充分研磨后加入其量5%左右的待测固体样品，混合研磨直至均匀。
在一个具有抛光面的金属模具上放一个圆形纸环，用刮勺将研磨好的粉末移至环中，盖上另一块模具，放入油压机中进行压片。
KBr压片形成后，若已透明，可用夹具固定测试；（2）液体样品：液膜法取一对NaCl窗片，用刮勺沾取液体滴在一块窗片上，然后用另一块窗片覆盖在上面，形成一个没有气泡的毛细厚度薄膜，用夹具固定，即可放入仪器光路中进行测试，此法适用于高沸点液体样品。
红外光谱介绍
Infrared SpectroscopyDalian(116029),China2005-02-25红外光谱（IR）分子振动与红外光谱的基本原理分子中的原子与原子之间的化学键键长、键角不是固定不变的，如同弹簧连接起来的一组球。
整个分子一直在不断的振动着，当一定频率的光经过分子时，就被分子中相同频率的振动的键所吸收，如果分子中没有振动频率相同的键，红外光就不会被吸收。
因此，用连续改变频率的红外光照射样品时，则通过样品槽的红外光有些区域较弱，有些区域较强。
如用频率（v）或波长为横坐标，用透光率（Transmittance，T%）为纵坐标作图，就得到了红外吸收光谱。
可以设想分子中的键与弹簧相似，因此，化学键的振动可按谐振动处理，不同的是化学键振动能量是量子化的。
双原子分子振动的机械模型如下图：子质量（m1与m2）的函数：振动频率如以波数表示，则：分子的振动自由度与峰数分子中键的振动大致可分为伸缩振动和弯曲振动两种，分别以v 和δ表示，如下图所示：伸缩振动引起键长的变化，它们所产生的吸收带在高波数一端，伸缩振动有不对称伸缩和对称伸缩之分，前者在高波数一段。
弯曲振动引起键角的变化，它们的力常数较小，因此它们所产生的吸收带在低波数一端，弯曲振动有面内振动和面外振动之分，前者也在高波数一端。
它们的表示方法如下图：IR谱产生的吸收峰的数目取决于分子振动自由度。
一个原子在空间运动有三个自由度，即向x、y、z三个坐标方向运动，在含有n个原子的分子中，由于当原子结合成分子时，自由度数不损失，所以，分子自由度的总数为3n个。
分子作为一个整体，其运动状态可分为平动、振动及转动三类。
分子自由度数=平动自由度数+转动自由度数+振动自由度数振动自由度数=分子自由度数-平动自由度数-转动自由度数【注意】线性分子的转动自由度为2，非线性分子的转动自由度为3 因此，线性分子振动自由度为3n-5，非线性分子振动自由度为3n-6。
理论上讲，每个振动自由度在红外光谱区都将产生一个吸收峰。
手把手教你红外光谱谱图解析
手把手教你红外光谱谱图解析一、红外光谱的原理[1]1. 原理样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，是振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，透过率T%对波数或波长的曲线，即为红外光谱。
辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构2.红外光谱特点红外吸收只有振-转跃迁，能量低；除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收；特征性强，可定性分析，红外光谱的波数位置、波峰数目及强度可以确定分子结构；定量分析；固、液、气态样均可，用量少，不破坏样品；分析速度快；与色谱联用定性功能强大。
3.分子中振动能级的基本振动形式红外光谱中存在两类基本振动形式：伸缩振动和弯曲振动。
图一伸缩振动图二弯曲振动二、解析红外光谱图1.振动自由度振动自由度是分子独立的振动数目。
N个原子组成分子，每个原子在空间上具有三个自由度，分子振动自由度F=3N-6(非线性分子)；F=3N-5(线性分子)。
为什么计算振动自由度很重要，因为它反映了吸收峰的数量，谱带简并或发生红外非活性振动使吸收峰的数量会少于振动自由度。
U=0→无双键或环状结构U=1→一个双键或一个环状结构U=2→两个双键，两个换，双键+环，一个三键U=4→分子中可能含有苯环U=5→分子中可能含一个苯环+一个双键2.红外光谱峰的类型基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰，基频峰的峰位等于分子或者基团的振动频率，强度大，是红外的主要吸收峰。
泛频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时产生的吸收峰，此类峰强度弱，难辨认，却增加了光谱的特征性。
特征峰和指纹峰：特征峰是可用于鉴别官能团存在的吸收峰，对应于分子中某化学键或基团的振动形式，同一基团的振动频率总是出现在一定区域；而指纹区吸收峰特征性强，对分子结构的变化高度敏感，能够区分不同化合物结构上的微小差异。
红外分光光度法
红外分光光度法2015年版《药典》四部通则0402红外分光光度法是在4000～400cm-1波数范围内测定物质的吸收光谱，用于化合物的鉴别、检查或含量测定的方法。
除部分光学异构体及长链烷烃同系物外，几乎没有两个化合物具有相同的红外光谱，据此可以对化合物进行定性和结构分析；化合物对红外辐射的吸收程度与其浓度的关系符合朗伯-比尔定律，是红外分光光度法定量分析的依据。
仪器及其校正可使用傅里叶变换红外光谱仪或色散型红外分光光度计。
用聚苯乙烯薄膜（厚度约为0.04mm）校正仪器，绘制其光谱图，用3027cm-1, 2851cm-1，1601cm-1，1028cm-1，907cm-1处的吸收峰对仪器的波数进行校正。
傅里叶变换红外光谱仪在3000cm-1附近的波数误差应不大于±5cm-1，在1000cm-1附近的波数误差应不大于±1cm-1。
用聚苯乙烯薄膜校正时，仪器的分辨率要求在3110～2850cm-1范围内应能清晰地分辨出7个峰，峰2851cm-1与谷2870cm-1之间的分辨深度不小于18%透光率，峰1583cm-1与谷1589cm-1之间的分辨深度不小于12%透光率。
仪器的标称分辨率，除另有规定外，应不低于2cm-1。
供试品的制备及测定通常采用压片法、糊法、膜法、溶液法和气体吸收法等进行测定。
对于吸收特别强烈、或不透明表面上的覆盖物等供试品，可采用如衰减全反射、漫反射和发射等红外光谱方法。
对于极微量或需微区分析的供试品，可采用显微红外光谱方法测定。
1.原料药鉴别除另有规定外，应按照国家药典委员会编订的《药品红外光谱集》各卷收载的各光谱图所规定的方法制备样品。
具体操作技术参见《药品红外光谱集》的说明。
采用固体制样技术时，最常碰到的问题是多晶现象，固体样品的晶型不同，其红外光谱往往也会产生差异。
当供试品的实测光谱与《药品红外光谱集》所收载的标准光谱不一致时，在排除各种可能影响光谱的外在或人为因素后，应按该药品光谱图中备注的方法或各品种项下规定的方法进行预处理，再绘制光谱，比对。
红外光谱分析方法-李娜-2015-5-13
7 1
T%
4 2 3
5
6
T%
1
2 5 3 4
6
(c) 1800 1700 1600 1500 1400 1300 -1 Wavenumber/cm 1200 1100
(b) 850 800 750 -1 Wavenumber/cm 700
（a） 羟基缔合
图4胜利Raw高斯拟合曲线 （b）脂肪氢官能团 （c）芳烃及含氧官能团 （d）芳香氢
1000
500
拟合方法
T%
红外曲线 二阶导数
T%
3000
2950
2900 -1 Wavenumber/cm
2850
2800
1 2
T%
5 4
T%
1 3 2 4
3
(a) 3700 3600 3500 3400 3300 -1 3200 Wavenumber/cm 3100 3000 (b) 3000 2950 2900 2850 -1 Wavenumber/cm 2800
含氧官能团类型 羧酸C=O
4 2 3
5
6
2、3 1600、1580
4 1460
芳香烃C=C
-CH3、-CH2-变形 振动 -CH3、-CH2-变形 振动 羧酸C-O、芳香醚 Ar-O醚-O-
(c) 1800 1700 1600 1500 1400 1300 -1 Wavenumber/cm 1200 1100
3000
2950
2900 2850 -1 Wavenumber/cm
2800
4
脂肪氢红外分峰拟合图谱
脂芳比：
I =（A2960+A2930）/A1600
红外光谱解析方法(含结构分析实例)
无 CH 3 吸收
否定结构 1 和 3
且无芳环对位取代特征吸收
1680 ~ 1630 cm1 无 C O吸收
否定结构 4
续前
综上所述，峰归属如下 ：
H 3060 ，3040 和3020 cm 1
1 C （芳环） 1600 ， 1584 和 1493 cm C 1 H （单取代） 756 和 702 cm （双峰）
该化合物为结构 2
练习 （书后P276题15）
H 3030
as CH 3
C （芳） 1588 ， 1494 和1471 C2925as CH 3
s CH 1380 3 1442 C N 1303， 1268
1 H 748cm （单）
NH 3430 ， 3300 （双）
CH 2 2938 ， 2918 和 2860
CH 2 1452
续前
解: 此题五个化合物有四个 含有苯环， 其中三个还分别具有 C N ， NH 和C O；
只有化合物2无苯环，但具有 OH
图上可见芳香化合物的 一系列特征吸收 3060 ，3040 和3020 cm 1有吸收 为芳环 H 1600 ， 1584 和 1493cm 1三处吸收 为芳环 C C
示例
CH 3300
NH 3270 H 3030 C C 2100
C （芳环） 1597 ， 1495 ， 1445 C
NH 1533 C N 1323
C O 1638
CH 1268
H 763 ， 694 （双峰）
续前
2 2 9 1 7 7 可能含有苯环 解： U 2 1638 cm1强吸收 为 C O 3270 cm 1有吸收 NH
红外光谱分析全解
2、液体样品（液膜法）：液体样品常用液膜 法。该法适用于不易挥发(沸点高于80 C)的 液体或粘稠溶液。使用两块KBr或NaCl盐片， 将液体滴1-2滴到盐片上，用另一块盐片将 其夹住，用螺丝固定后放入样品室测量。测 定时需注意不要让气泡混入，螺丝不应拧得 过紧以免窗板破裂。使用以后要立即拆除， 用脱脂棉沾氯仿、丙酮擦净。
透过率/%
4000 80 70 60 50 40 30 20 10
0 -10
4000
高岭石{Al4[Si4O10](OH)8 }红外吸收光谱
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500 80
70
60
50
40
30
20
10
0
3500
3000
2500
2000
波 数/cm-1
1500
1000
-10 500
（3）谱带的强度：与样品的厚度、种类及其 含量有关，与偶极矩变化有关。IR可对某一 基团定量分析。 （4）谱带的形状：与结晶程度及相对含量有 关。结晶差说明晶体结构中键长与键角有差 别，引起振动频率有一定变化范围，每一谱 带形状就不稳定。可用半高宽表示（width at half full maximum, WHFM)。
0.1nm X-射线谱（XPS）
10nm
紫外-可见（UV-V）谱
500nm 100um
红外（IR），RБайду номын сангаасman 谱
电子自旋共振（EPR）
10cm
核磁共振（NMR）谱
绝大多数有机化合物和无机化合物分子的振动 能级跃迁而引起的吸收均出现在中红外区域。通常 所说的红外光谱就是指中红外区域形成的光谱，它 在结构分析和组成分析中非常重要。至于近红外区 和远红外区形成的光谱，分别叫近红外光谱与远红 外光谱图。近红外光谱主要用来研究分子的化学键， 远红外光谱主要用来研究晶体的晶格振动、金属有 机物的金属有机键以及分子的纯转动吸收等。
药品红外光谱集2015
药品红外光谱集2015药物红外光谱集是一种包含药物红外光谱的参考书，用于药学研究和判断药物的质量和纯度。
本文将重点介绍2015年的药品红外光谱集。
2015年的药品红外光谱集中收录了大量药物的红外光谱数据，这些药物包括常见的处方药、非处方药和中草药等。
这些数据是通过使用红外光谱仪对药物进行测量得到的。
红外光谱是一种用于研究物质结构的分析技术，它通过测量物质对红外光的吸收情况来确定物质的成分和结构。
因此，红外光谱集可以提供有关药物成分和结构的信息。
药品红外光谱集的使用可以帮助药学研究者确定药物的质量和纯度。
根据药典中的规定，药物的红外光谱应符合一定的标准，例如吸收峰位置和峰宽等。
通过对药物的红外光谱进行比对分析，可以判断药物是否符合这些标准。
如果药物的红外光谱与标准不符，可能意味着药物存在质量问题，需要进一步进行检验和评估。
此外，药品红外光谱集还可以用于药物的真伪鉴定。
由于每种药物的成分和结构是独特的，因此药物的红外光谱也是独特的。
通过对比未知药物的红外光谱与已知药物的红外光谱集，可以确定药物的真伪。
如果未知药物的红外光谱与已知药物的红外光谱集中的某种药物吻合，可以判断该药物是真品。
药品红外光谱集的使用还可以帮助药学研究者进行药物开发和新药探索。
通过分析药物的红外光谱，可以了解药物的成分和结构，进而研究药物的药理学和药代动力学特性。
这对于药物的活性成分和治疗效果的评估非常重要。
除了药学领域，红外光谱集在其他领域的应用也很广泛。
例如，化学工业可以使用红外光谱集来分析和鉴定化学物质。
环境科学家可以使用红外光谱集来研究土壤和水样品中的有机物成分。
食品科学家可以使用红外光谱集来分析食品中的营养成分和添加剂等。
总而言之，2015年的药品红外光谱集是一本重要的参考书，它包含了大量药物的红外光谱数据。
通过分析这些数据，可以帮助药学研究者判断药物的质量和纯度，进行药物的真伪鉴定，以及进行药物的开发和新药探索。
此外，红外光谱集还可以在化学、环境科学和食品科学等领域得到广泛的应用。
红外光谱详解课件
06
习题与思考题
基础概念题
题目1
简述红外光谱的基本原理
答案1
红外光谱是利用物质对红外光的吸收特性来研究物质分子结构和组成的一种方法。当红 外光与物质分子相互作用时，某些波长的光被吸收，形成特定的光谱图，通过分析这些
光谱图可以了解物质分子的振动和转动能级。
基础概念题
要点一
题目2
列举红外光谱中的主要吸收区域
要点二
答案2
红外光谱主要分为四个吸收区域，分别是近红外区（ 12500-4000 cm^-1）、中红外区（4000-400 cm^-1） 、远红外区（400-10 cm^-1）和超远红外区（10-5 cm^-1）。其中中红外区是研究分子振动和转动能级的主 要区域。
光谱解析题
题目3
根据给定的红外光谱图，分析可能的物质组 成
分子转动
02
分子除了振动外，还会发生转动，转动也会产生能量变化，从
而吸收特定波长的红外光。
分子振动和转动与红外光谱的关系
03
分子振动和转动产生的能量变化与红外光的能量相匹配时，光
子会被吸收，形成红外光谱。
分子振动与转动
振动模式
分子中的原子或分子的振动模式决定 了其吸收特定波长的红外光。不同化 学键或基团具有独特的振动模式，形 成了特征的红外光谱。
镜反射后相干叠加。
检测器
检测器用于检测干涉仪产生的相干 光束，将光信号转换为电信号。
光谱采集系统
光谱采集系统负责收集检测器输出 的电信号，并将其转换为光谱数据 。
傅里叶变换红外光谱技术
傅里叶变换
傅里叶变换是一种数学方法，用于将干涉图转换为光谱图 。通过傅里叶变换，可以获得样品的红外光谱。
分辨率
我的光谱分析2015-NMR详解
残余质子化学位移（δ）：
重水：4.75； CDCl3：7.25； d6-DMSO：2.50；
d6-苯：7.20； d6-丙酮：2.05； d4-乙酸：2.05；
d8-1,4-二氧六环：3.55；
d4-甲醇：3.35；4.84。
1H-NMR（核磁共振氢谱）
信息参数：化学位移（δ）、峰面积、峰裂分（s 、d、 t、q、m）及偶合常数（Ј） (1) 化学位移(chemical shift, )：与1H核所处的化学 环境（1H核周围的电子云密度）有关：电子云密度大，处 于高场，δ值小；电子云密度小，处于低场，δ值大。
化学位移是由核外电子的屏蔽而引起的。
有机分子的氢核被电子云包围着。电子云在外加磁场H0 的作用下，产生一个外加感应磁场ΔH0，多数情况下，感应 磁场的方向与外磁场相反，氢核实际感应的磁场为：（H0ΔH0）。由于不同质子所处周围的电子的密度不同，它们实 际感受到的磁场也不相同，发生的共振频率也不相同。
一级谱：两组互相偶合的质子，化学位移为Δν/J ≥ 10时， 即构成一级谱。
其特点是：
1、相互偶合产生的多重峰数符合（n+1）律； 2、各组裂分峰的各峰强度比符合二项式(a+b)n展
开式系数比； 3、各组峰的中点为其化学位移值； 4、裂分峰的峰间距即为偶合常数J。
AX系统：①A和X各为一个H，各以等强度的双峰 出现，如萘取代衍生物。②A和X为多个磁等价的 原子核，如异丙苯中的异丙基片段，属AX6自旋系 统；1,1,2-三氯乙烷为AX2系统；碘乙烷为A2X3系 统。
Hc Hb O CH2 C C
CH 3
Ha CH 2
Ha 单峰 Hb 6 + 1=7 重峰 Hc 1 + 1= 重峰
2015版药典通则-光谱法总结
0402 红外分光光度法
1. 新增方法的概念及简介
红外分光光度法是在 4000〜400cm-1波数范围内测定物质的吸收光谱，用于化 合物的鉴别、检查或含量测定的方法。除部分光学异构体及长链烷烃同系物 外，几乎没有两个化合物具有相同的红外光谱，据此可以对化合物进行定性 和结构分析；化合物对红外辐射的吸收程度与其浓度的关系符合朗伯 -比尔定 律，是红外分光光度法定量分析的依据。
0411 电感耦合等离子体原子发射光谱法 0412 电感耦合等离子体质谱法
0421 拉曼光谱法
0431 质谱法 0441 核磁共振波谱法
0451 X 射线衍射法
0401 紫外-可见分光光度法
1. 新增方法的概念及简介
紫外 - 可见分光光度法是在 190〜800mn 波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、 杂质检查和定量测定的方法。当光穿过被测物质溶液时，物质对光的吸收程度随 光的波长不同而变化。因此，通过测定物质在不同波长处的吸光度，并绘制其吸 光度与波长的关系图即得被测物质的吸收光谱。从吸收光谱中，可以确定最大吸 收波长和最小吸收波，物质的吸收光谱具有与其结构相关的特征性。因此，可以 通过特定波长范围内样品的光谱与对照光谱或对照品光谱的比较，或通过确定最 大吸收波长，或通过测量两个特定波长处的吸收比值而鉴别物质。用于定量时， 在最大吸收波长处测量一定浓度样品溶液的吸光度，并与一定浓度的对照溶液的 吸光度进行比较或采用吸收系数法求算出样品溶液的浓度。
0412 电感耦合等离子体质谱法
新增方法
本法是以等离子体为离子源的一种质谱型元素分析方法。主要用于进 行多种元素的同时测定，并可与其他色谱分离技术联用，进行元素形 态及其价态分析。
样品由形式进入等
第1章红外光谱详解
一、 红外光谱基本原理
1.1 红外光：波长介于可见光与微波之间的光。 中红外光区
x紫外光区
近红外光区 可见光区 远红外光区
0.005 nm 0.1nm
4nm 400nm760nm
2.5µ m
25µ m
1000µ m
13000cm-14000cm-1 400cm-1 25cm-1
d. 费米共振：基频和它自己或与之相连的另一 化学键的某种振动的倍频或合频的偶合。
e. 振动偶合：当分子中两个或两个以上相同的 基团与同一原子连接时，其振动发生分裂， 形成双峰，有伸缩振动偶合，弯曲振动偶合， 伸缩与弯曲振动偶合。
举例：
苯甲酰氯（
O C Cl
）的吸收谱带上有两个1773 cm-1和1736
振动。
(1). O－H
醇与酚：游离态－－3640～3610cm-1，峰形尖锐中等强度
缔合－－3300cm-1附近，峰形宽而钝 羧 酸：3300～2500cm-1，中心约3000cm-1,谱带宽
S，对应醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、
(2) . N－H
胺类： 游离：3500～3300cm-1, 缔合—吸收位置降低约100cm-1
面内弯曲振动的频率>面外弯曲振动的频率
甲基的振动形式
伸缩振动 甲基： 对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1 不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
弯曲振动
甲基：
对称δs(CH3)1380㎝-1 不对称δas(CH3)1460㎝-1
1.5 小结
红外振动分为伸缩振动和弯曲振动， 伸缩振动频率高于弯曲振动，对称振 动频率低于不对称振动频率，只有偶 极距变化的振动才有红外吸收，反之 则无。键的振动频率与键常数、折合 质量有关。
红外分光光度法
红外分光光度法2015年版《药典》四部通则0402红外分光光度法是在4000～400cm-1波数范围内测定物质的吸收光谱，用于化合物的鉴别、检查或含量测定的方法。
除部分光学异构体及长链烷烃同系物外，几乎没有两个化合物具有相同的红外光谱，据此可以对化合物进行定性和结构分析；化合物对红外辐射的吸收程度与其浓度的关系符合朗伯-比尔定律，是红外分光光度法定量分析的依据。
仪器及其校正可使用傅里叶变换红外光谱仪或色散型红外分光光度计。
用聚苯乙烯薄膜（厚度约为0.04mm）校正仪器，绘制其光谱图，用 3027cm-1, 2851cm-1，1601cm-1，1028cm-1，907cm-1处的吸收峰对仪器的波数进行校正。
傅里叶变换红外光谱仪在3000cm-1附近的波数误差应不大于±5cm-1，在1000cm-1附近的波数误差应不大于±1cm-1。
用聚苯乙烯薄膜校正时，仪器的分辨率要求在3110～2850cm-1范围内应能清晰地分辨出7个峰，峰2851cm-1与谷2870cm-1之间的分辨深度不小于18%透光率，峰1583cm-1与谷1589cm-1之间的分辨深度不小于12%透光率。
仪器的标称分辨率，除另有规定外，应不低于2cm-1。
供试品的制备及测定通常采用压片法、糊法、膜法、溶液法和气体吸收法等进行测定。
对于吸收特别强烈、或不透明表面上的覆盖物等供试品，可采用如衰减全反射、漫反射和发射等红外光谱方法。
对于极微量或需微区分析的供试品，可采用显微红外光谱方法测定。
1.原料药鉴别除另有规定外，应按照国家药典委员会编订的《药品红外光谱集》各卷收载的各光谱图所规定的方法制备样品。
具体操作技术参见《药品红外光谱集》的说明。
采用固体制样技术时，最常碰到的问题是多晶现象，固体样品的晶型不同，其红外光谱往往也会产生差异。
当供试品的实测光谱与《药品红外光谱集》所收载的标准光谱不一致时，在排除各种可能影响光谱的外在或人为因素后，应按该药品光谱图中备注的方法或各品种项下规定的方法进行预处理，再绘制光谱，比对。
2015版药典红外光谱集
2015版药典红外光谱集红外光谱是一种常用的分析方法，广泛应用于药物研发和质量控制等领域。
药物行业对红外光谱的准确性和可靠性要求极高，因此，制定一本准确详实的药典红外光谱集至关重要。
本文将介绍2015版药典红外光谱集的相关内容。
一、红外光谱的重要性红外光谱是通过测定样品在红外辐射下的吸收光谱来研究物质结构和成分的一种方法。
它具有非破坏性、快速、准确的特点，能够提供关于分子振动、化学键和官能团的信息。
在药物研发和质量控制中，红外光谱常被用于药物的鉴别、纯度分析以及质量评估等方面。
二、2015版药典红外光谱集的编制原则2015版药典红外光谱集是根据药典委员会制定的相关准则和标准编制而成。
编制红外光谱集的原则是准确、全面、可靠、易于使用和更新。
为了保证红外光谱集的准确性，药典委员会选择了经过严格验证和测试的仪器和方法，并通过多个实验室进行互验，以获得可靠的数据。
三、2015版药典红外光谱集的内容2015版药典红外光谱集收录了大量的药物红外光谱图谱。
每个红外光谱图谱都包含了样品的详细信息，如药名、化学式、分子量等。
同时，每个谱图还包括了红外光谱图的测量条件、峰值数据以及相关的分析方法和评估指标。
除了药物红外光谱图谱外，2015版药典红外光谱集还收录了常见的辅助物质、质量控制物质等的红外光谱图谱。
这些谱图可用于药物配方中的定性分析和定量分析，以及批次间的比对和质量控制。
四、2015版药典红外光谱集的使用方法为了方便用户查询和使用，2015版药典红外光谱集采用了用户友好的界面设计和便捷的搜索功能。
使用者可以通过药物名称、化学式、CAS号等关键词快速找到所需的红外光谱图谱。
在实际使用中，用户可以通过对比待测样品和谱图库中的谱图，判断待测样品的纯度、成分和质量等。
同时，还可利用谱图库中的测量条件和评估指标进行数据校准和质量评估。
五、红外光谱技术的发展趋势随着红外光谱技术的不断发展，越来越多的高级仪器和方法被应用于药物研发和质量控制中。
2015版药典红外光谱集
2015版药典红外光谱集
在2015版药典中，红外光谱集收录了许多药物和化学物质的红
外光谱数据，这些数据可以作为参考，用于验证和鉴定药物的纯度、质量以及与其他物质的相似性等方面。
通过比对待测物质的红外光
谱与红外光谱集中的参考谱图，可以确定物质的纯度或与已知物质
的相似性。
红外光谱集通常包含了各种药物和化学物质的红外光谱图谱，
这些图谱可以展示物质在不同波数范围内的吸收峰和特征峰。
通过
分析这些峰的位置、强度和形状，可以推断物质的化学结构和功能
基团。
这对于药物研发、质量控制和药物鉴定等方面都具有重要意义。
使用红外光谱集时，需要注意不同物质的红外光谱可能存在差异，因此在比对和鉴定过程中需要选择与待测物质相似的参考谱图
进行比对。
同时，还需要注意谱图的解读和分析，以确保准确性和
可靠性。
总之，2015版药典红外光谱集是一种重要的参考资料，用于药
物和化学物质的红外光谱分析、鉴定和质量控制等方面。
它提供了
丰富的红外光谱数据，可以帮助科学家和研究人员更好地理解和应用红外光谱技术。
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各种官能团的红外吸收位置
官能团区和指纹区
4000-1400cm-1区域又叫官能团区. 该区域出现的吸收 峰，较为稀疏，容易辨认。
1400-600cm-1区域又叫指纹区. 这一区域主要是： C－C、C－N、C－O 等单键伸缩振动和各种弯曲 振动的吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。
5.2 红外光谱仪介绍
IR选律—红外活性
• 必须是能引起分子偶极矩变化的振动才 能产生红外吸收 • 极性键通常有红外活性 • 对称分子中的非极性键通常没有红外活 性或吸收很弱
分子的振动方式
• 分子的振动方式分为两大类：伸缩振动和弯曲振动 伸缩振动——对称伸缩振动 反对称伸缩振动 弯曲振动——面内弯曲振动 剪式振动 平面摇摆 面外弯曲振动 非平面摇摆 扭曲振动
红外吸收
用波长2.5~25 mm，频率4000~400 cm-1的 红外光波照射样品，引起分子内振动和转 动能级跃迁所产生的吸收光谱
透过率 （T%） ＜10 10~40 40~90 摩尔消光系数（ε） ＞200 75~200 25~75 强度 很强 强 中等 符号 VS S M
＞90
5~25 0~5
C
扭式振动 ( τ )
• 弯曲振动：面内弯曲和面外弯曲 • 弯曲振动只改变键角，不改变键长
双原子分子的伸缩振动频率
振
1 2 k
m
m1 .m2 m m1 m2
式中：k — 化学键的力常数，单位为N.cm-1 μ — 折合质量，单位为 g 力常数k：与键长、键能有关：键能↑（大），键长↓(短)，k↑。
双原子分子的振动
• 双原子分子只有一种振动形式—伸缩振动
多原子分子的振动
• 伸缩振动：对称的和不对称的
• 沿化学键的方向振动，只改变键长， 不改变键角
对称伸缩振动(νs)
不对称伸缩振动 (vas)
多原子分子的振动
+ + + +
C
剪式振动(δ s) 面 内
C
面内摇摆振动 ( ρ )
C
面外摇摆振动 (ω ) 面 外
• 倍频
• 倍频(2 ν)是分子吸收比原有能量大一倍的光 子之后，跃迁两个以上能级 ν =0 ν =2 产 生的吸收峰，出现在基频峰波数n倍处。2 ν 为弱吸收。
• 组合频
• 组合频是在两个以上基频频率之和(组频 ν 1+ ν 2)或差(ν 1 - ν 2处出现的吸收峰。组合 频峰均为弱峰。
• 耦合频率
电磁波谱与分子结构
5.1 基本原理
红外光波波长范围
• 处于可见区域与微波之间 • 波长范围0.75~1000 mm. • 频率通常用波数（ cm-1 ）表示，频率范围 13330~10 cm-1 • 分为三个区域： 近红外（0.75~2.5 mm，13330~4000 cm-1） 中红外（2.5~25 mm，4000~400 cm-1） 远红外（25~1000 mm，400~10 cm-1）
• 两个基团相邻且它们的振动基频相差不大 时，振动的偶合引起吸收频率偏离基频， 一个移向高频方向，一个移向低频方向， 强度加强。
• 费米共振
• 某一种振动的基频和它自己或另一个连在 一起的化学键的某一种振动的倍频或组频 很接近时，可以发生偶合，这种偶合称为 费米共振。
红外吸收强度及表示方法
• 振动中偶极矩的变化幅度越大，吸收强度越大
因此O=C=O的 IR光谱只有2349 和 667/cm 二 个吸收峰
其它红外吸收频率（谱带）
• 除简正振动的基频以外，还存在其它 的振动频率，它们的存在和振动的非 谐振性有关 • 包括：倍频、组和频、耦合频率、费 米共振等
• 基频
• 基频是分子吸收光子后从一个能级跃迁到 相邻的高一能级产生的吸收。ν =0 ν =1
傅立叶变换红外光谱仪
化学键 C―C C＝C C≡C 键长 （nm） 0.154 0.134 0.116 键能 （KJ mol-1） 347.3 610.9 836.8 力常数 k（N.cm-1） 4.5 9.6 15.6 波数范围 （cm-1） 700～1200 1620～1680 2100～动频率降低（增高） • 化学键越强，振动频率越高
分子的红外吸收频率
• 理论上每一种基本振动在IR中可产生1个吸收峰， 实际上IR光谱中的峰数少于基本振动数，原因是： 1 振动过程中，伴随有偶极矩变化的振动才能 产生吸收峰 2 频率完全相同的吸收峰，彼此发生简并 （峰重叠） 3 强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰 4 有些峰处于中红外区之外 5 吸收峰太弱，检测不出来
注意
• H2、O2、N2 电荷分布均匀，振动不能 产生红外吸收。 H―C≡C―H、R―C≡C―R，其C≡C（三 键）振动也不能产生红外吸收。
•
二氧化碳的IR光谱
O=C=O
O=C=O
O=C=O
面内弯曲振动 667
O=C=O
面外弯曲振动 667
对称伸缩振动 反对称伸缩振动 不产生吸收峰 2349
弱 很弱
W VW
振动自由度和峰数
• 含n个原子的分子，自由度为： 线性分子有 3n-5 个 非线性分子有 3n-6 个 • 理论上每个自由度在IR中可产生1个吸收峰， 实际上IR光谱中的峰数少于基本振动自由度 • 原因：1 .有偶极矩变化的振动才能产生吸收 峰；2 .频率完全相同的吸收峰发生简并（重 叠）；3 .强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰；4 . 超出中红外区区域；5 吸收峰太弱
红外光谱
Infrared Spectroscopy
• 红外光谱是一种吸收光谱 • 红外光所对应的分子内部的运动形式 是分子的振动 • 分子的振动造成偶极矩的改变产生红 外吸收(IR选律) • 分子的振动的频率与化学键的强度和 原子的质量相关 • 红外光谱通过测定分子中化学键的振 动频率来确定官能团
摩尔消光系数（ε） ＞200 75~200 强度 很强 强 符号 VS S
25~75
5~25 0~5
中等
弱 很弱
M
W VW
特征吸收频率
• 具有同一类型化学键或官能团的不同化合 物，其红外吸收频率总是出现在一定的频 率范围内，我们把这种能代表某基团，并 有较高强度的吸收峰，称为该基团的特征 吸收峰（又称官能团吸收峰）。