第四章 红外分光光度法-2016
(2021年整理)8《药物分析》第四章(2课时)
武汉软件工程职业学院教案(理论教学首页)(第1页)章节名称第四章药物的杂质检查授课安排授课时数2授课时间第五周授课方法讲授授课教具多媒体教学目的1、明确药物的杂质“特殊物质的检查”的测定意义、原理及注意事项;2、学会测定药物中特殊杂质的操作技术。
教学重点学会测定药物中特殊杂质的操作技术;教学难点学会测定药物中特殊杂质原理及注意事项;项目6几种药物特殊杂质的检查一、利用药物与杂质在物理性质方面的差异(一)臭味及挥发性质的差异例如:黄凡士林中异性有机物检查:本品2.0g ,直火加热无辛味。
浓过氧化氢中不挥发性杂质检查:10ml 水浴蒸干残渣<15mg 。
(二)颜色差异例如:磺胺嘧啶中有色偶氮苯化合物的检查:取本品2.0g ,加NaOH 试液10ml ,加水25ml ,与黄色3号比色液比,不得更深。
(三)溶解行为的差异:例如:吡哌酸中碱中不溶物吡哌酸甲酯(I )和(II )(四)旋光性质的差异:例如:硫酸阿托品中莨菪碱检查:本品溶液(50mg/ml)α<-0.4(五)对光吸收性质的差异(1)紫外分光光度法:①在一定的波长杂质有吸收,而药物无吸收;②杂质杂质紫外吸收光谱与药物紫外吸收光谱重叠;③药物在紫外区有明显吸收,而杂质吸收很弱货物吸收。
(2)原子吸收分光光度法:主要用于药物中金属盐等杂质的检查,如曾用于维生素C 、硫酸庆大霉素和安痛定注射液中Na 、K 、Ca 、Mg 含量测定。
(3)红外分光光度法:主要用于药物中无效和低效晶型的检查,如甲苯米唑装订线中A晶型的检查。
(4)荧光分析法:例如利血平中氧化产物的检查,是根据利血平纯品无荧光,其氧化产物有荧光。
1.紫外分光光度法:例如:地蒽酚中二羟基蒽醌的检查。
再如:苯丙醇中苯丙酮的检查:可利用供试液的吸收度比来控制杂质;纯品苯丙醇A247nm/A258nm=0.59,99.5%时A247nm/A258nm=0.79;因此规定供试品A247nm/A258nm<0.79;即所含苯丙酮<0.5%。
红外分光光度法课后答案-仪器分析-梁生旺
红外分光光度法课后答案1.分子吸收红外光能级跃迁,必须满足什么条件?答:①分子吸收的红外辐射应具有刚好满足分子振动跃迁所需的能量。
②分子振动只有使偶极矩发生变化的振动形式才能吸收红外辐射。
2.何为红外非活性振动?答:分子发生能级跃迁需要产生偶极矩的变化,如果只振动而无偶极矩变化,那么红外光谱上无吸收曲线。
3.乙酰乙酸乙酯存在酮式和烯醇式两种互变异构体,二者的红外光谱有何区别?答:烯醇式红外吸收中的羰基和羟基振动频率因为其内部形成氢键而向短波移动。
4.苯甲酸乙酯和苯乙酸甲酯可否用红外光谱区别?为什么?答:能;①苯乙酸甲酯的乙基因为和苯环的大π键形成p-π共轭,其振动频率向短频方向移动。
②苯甲酸乙酯的羰基因为和苯环形成π-π共轭,其振动频率向短频方向移动。
5.试推测分子式为C9H6O2的化合物结构。
答该红外图谱中有关炔基的振动频率并未标出,但图上可以明显的看见其特征吸收峰。
另在920cm处的吸收峰为苯的芳氢面内伸缩振动引起的。
6.一化合物为无色可燃液体,有果子香味,沸点为77.1,微溶于水,易溶于有机溶剂。
其分子式为C4H8O2,推测其结构式。
答:Ω=2+2x4-8/2=1,故含有双键。
842cm处的吸收属于乙基的面内摇摆振动频率。
9.一白色粉末,有特殊气味,熔点为76.5,稍溶于水,溶于乙醇和乙醚。
质谱分析,确定分子式为C8H8O2.试推测其结构式。
答:Ω=2+2x8-8/2=5,故含有苯环或为芳香化合物。
927cm处为芳氢的面内振动引起的。
1690处的吸收峰为高强吸收峰,无干扰峰,可确认为羧基的羰基基团。
8.某未知物的分子式为C10H12O.推断其结构式。
答:Ω=2+2x10-12/2=5,故含有苯环或为芳香化合物。
1390、1365cm处的两个峰,分裂峰,吸收强度几乎相同,说明含有偕二甲基(异丙基)。
830cm的吸收峰说明苯环上含有对位取代。
2820、2720cm处的特征吸收峰则表示分子结构中含有醛基。
红外分光光度法
红外分光光度法第一节 概述(一)红外线的区划红外线:波长大于0.76μm,小于500μm(或1000μm)的电磁波称为~习惯上将红外线分为三个区域:近红外区(0.76μm~2.5μm),OH、NH、CH键的倍频吸收区中红外区(2.5μm~50μm),振动,伴随着转动(基本振动区)远红外区(50μm~5000(或1000μm)),转动三种波长范围的红外线,引起三种类型的能级跃迁红外光谱:由分子的振动、转动能级引起的光谱,称为中红外吸收光谱,简称红外吸收光谱或红外光谱远红外光谱及微波谱:由分子的纯转动能级跃迁所引起的光谱称为~红外吸收光谱法:利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法,或称红外分光光度法,简称红外光谱法(二)红外吸收光谱的表示方法T-λ曲线,T-σ曲线T-λ曲线“前密后疏”T-σ曲线“前疏后密”这是因为前者是波长等距,后者是波数等距目前的红外光谱采用波数为横坐标波数为波长的倒数,在红外光谱中波长的单位用微米(μm),波数的单位用cm-1,1μm=10-4cmσ(cm-1)=104/λ(μm)波数:表示每1cm距离内包含多少个波长(三)1 起源不同紫外光谱与红外光谱都属于分子吸收光谱,但起源不同1 电子能级跃迁紫外线波长短、频率高、光子能量大,能引起分子外层电子的能级跃迁,虽伴有振动及转动能级跃迁,因能级差较小,常被淹没,除某些化合物(苯)蒸汽的紫外光谱,会显现振动能级跃迁外,一般不显现因此紫外吸收光谱属电子光谱2 振动-转动能级跃迁红外线的波长比紫外线长,光子能量比紫外线小得多,只能引起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁因而中红外光谱是振动-转动光谱2 适用范围不同1 紫外吸收光谱法:只是用于研究芳香族或具有共轭结构的不饱和芳香族化合物及某些无机物,不适用于饱和有机化合物红外吸收光谱法:不受此限,在中红外区,能测得所有有机化合物的特征红外光谱,红外光谱还可以用于研究某些无机物2 紫外分光光度法:测定对象的物态为溶液及少数物质的蒸汽红外分光光度法:测定气、液及固体样品,并以固体样品最为方便3紫外分光光度法:用于定量分析及测定某些化合物的类别红外分光光度法:用于定性鉴别及测定有机化合物的分子结构3 特征性不同红外光谱的特征性比紫外光谱强紫外光谱主要是分子的π电子或n电子跃迁所产生的吸收光谱,因此多数紫外光谱比较简单,特征性较差红外吸收光谱是振动-转动光谱,每个官能团都有几种振动形式,在中红外区相应产生几个吸收峰,光谱复杂,特征性强,除了个别化合物外,每个化合物都有其特征红外光谱,因而红外光谱是定性鉴别的有力手段(四)用途红外分光光度法的用于可概括为:定性鉴别、定量分析、结构分析等可提供化合物具有什么官能团、化合物类别(脂肪族、芳香族)、结构异构、氢键、某些链状化合物的链长等信息,是分子结构研究的主要手段之一第二节 基本原理一条红外吸收曲线,可由吸收峰的位置(λmax或σmax)及吸收强度(ξ)来描述一、振动能级与振动光谱由于分子的振动能级差大于转动能级差,因此在分子发生振动能级跃迁时,不可避免地伴随着转动能级的跃迁,因而无法测得纯振动光谱由于振动能级是量子化的,则所吸收的光子的能量hνL必须恰等于振动能级的能量差,即hνL=△EvνL=ν·△V σL=σ·△V若把双原子分子视为谐振子,吸收红外线而发生能级跃迁时所吸收的红外线频率(νL),只能是谐振子振动频率(ν)的△V倍二、振动形式双原子分子只有一类振动形式:伸缩振动多原子分子有两类振动形式:伸缩振动、弯曲振动振动形式可以了解吸收峰的起源振动形式的数目,有助于了解基频峰的可能数目(一)伸缩振动伸缩振动:键长沿键轴方向发生周期性的变化称为~多原子分子(或基团)的每个化学键可以近似地看做一个谐振子伸缩振动的振动形式可分为两种:1 对称伸缩振动2 不对称伸缩振动或称反称伸缩振动除CH2及CH3以外,凡含有两个或两个以上相同键的基团也都有对称及反称两种伸缩振动形式化合物中含有两个相邻相同的官能团,也有对称伸缩振动和反称伸缩振动两种形式(二)弯曲振动弯曲振动:使键角发生周期性变化的振动称为~(或称为变形振动)弯曲振动分为:面内、面外、对称弯曲振动、不对称弯曲振动1 面内弯曲振动:在由几个原子所构成的平面内进行的弯曲振动,称为~按振动形式,面内弯曲振动可以分为:剪式振动、面内摇摆振动两种组成为AX2的基团或分子易发生此类振动(1) 剪式振动:在振动过程中键角的变化类似剪刀“开”“闭”的振动(2) 面内摇摆振动:基团作为一个整体,在平面内摇摆2 面外弯曲振动:在垂直于由几个原子所组成的平面外进行的而弯曲振动称为~(1) 面外摇摆振动:两个X同时向面上或向面下的振动(2) 蜷曲振动:一个X向面上,另一个X向面下的振动3 变形振动AX3基团或分子的弯曲振动分为两种:(1) 对称变形振动在振动过程中,三个AX键与轴线组成的夹角α对称的缩小或增大(2) 不对称变形振动在振动过程中,二个α角缩小,一个α角增大,或相反的振动(三)振动自由度双原子分子只有一种振动形式——伸缩振动基本振动的数目称为振动自由度,即分子的独立振动数在中红外区,光子的能量较小,不足以引起分子的电子能级跃迁只需考虑分子中三种运动形式的能量变化:平动、振动、转动的能量变化分子的平动能改变,不产生光谱转动能级跃迁产生远红外光谱,不在中红外光谱的讨论范围,因此应扣除这两种运动形式N个原子有3N个独立运动方向,分子有三个平动自由度在非线性分子中,分子由三个转动自由度,剩下3N-6个振动自由度在线性分子中,分子有两个转动自由度,剩下3N-5个振动自由度由振动自由度数可以估计基频峰的可能数目三、基频峰与泛频峰在红外光谱上,从吸收峰的峰位(即所吸收红外线的频率)与基团的振动频率(或称基本振动频率)之间的关系,可以分为基频峰和泛频峰(一)基频峰基频峰是红外光谱上最重要的一类吸收峰1 简并某些振动虽然振动形式不同,但是振动频率相等2 红外非活性振动红外非活性振动:不能吸收红外线发生能级跃迁的振动称为~,反之称为红外活性振动红外非活性振动的原因:振动过程中分子的偶极矩不变只有偶极矩有变化的振动过程,才能吸收红外线而发生能级跃迁这是因为红外线是具有交变电场和磁场的电磁波,不能与非电磁分子或基团发生振动耦合(共振)的缘故红外线不能将振动过程中无偶极矩变化的分子或基团激发3 仪器的分辨率不高,一些弱峰仪器检测不出来等原因某基团和或分子的基本振动吸收红外线而发生能级跃迁,必须满足两个条件:1振动过程△μ≠02 必须服从νL=ν·△V的关系(二)泛频峰倍频峰:在红外吸收光谱上,除基频峰外,还有振动能级由基态(V=0)跃迁至第二振动激发态(V=2)、第三激发态(V=3)....等现象,所产生的吸收峰称为~二倍频峰、三倍频峰等统称为倍频峰三倍频峰及三倍以上,因跃迁几率很小,一般都很弱,常观测不到由于分子的非谐振性质,位能曲线中的能稽查并非等距,V越大,间距越小倍频峰的频率并非是基频峰的整数倍,而是略小一些倍频峰、合频峰、差频峰统称为泛频峰取代苯的泛频峰出现在2000~1667cm-1(5~6μm)的区间,主要由苯环上碳-氢面外弯曲的倍频峰等构成,特征性很强,可用于鉴别苯环上的取代位置四、特征峰与相关峰(一)特征峰(特征频率)官能团的存在与吸收峰的存在相对应,因此可用一些易辨认、有代表性的吸收峰来确认官能团的存在凡是可用于鉴别官能团存在的吸收峰,称为特征吸收峰,简称特征峰或特征频率(二)相关峰多数情况一个官能团有数种振动形式,而每一种红外活性振动,一般相应产生一个吸收峰,有时还能观测到泛频峰,因而常常不能由单一特征峰肯定官能团的存在相关峰:由一个官能团,所产生的一组相互依存的特征峰,可称为相关吸收峰,简称~相关峰的数目与基团的活性振动数及光谱的波数范围有关用一组相关吸收峰确定一个官能团的存在,是光谱解析的一条重要原则五、吸收峰的位置吸收峰的位置或称峰位通常用σmax(或νmax、λmax)表示,即前述振动能级跃迁时所吸收的红外线的波数σL(或频率νL、波长λL)对基频峰而言,σmax=σ,基频峰的峰位即基团或分子的基本振动频率其他峰,σmax=σ△V每种基频峰都在一段区间内出现,这是因为虽是同一种基团、同一种振动形式的跃迁,但在不同的化学环境中所受的影响不同,而使吸收峰的位置有所改变基频峰的位置主要由四方面因素所决定:化学键两端原子的质量、化学键力常数、内部影响因素、外部影响因素(一)基本振动频率1 基本振动频率的计算公式:K为化学键力常数,是将化学键两端的原子由平衡位置拉长0.1nm后的恢复力称为~化学键力常数越大,表明化学键的强度越大K越大,折合质量越小,谐振子的振动频率越大双原子基团的基本振动频率与化学键力常数及折合质量有关,即基频峰的峰位与K和u有关同类原子组成的化学键,力常数越大,则基本振动频率越大比较不同原子组成的化学键,则需看力常数与折合质量哪一个是主要矛盾由于氢原子的原子量最小,故所有含氢原子单键的基频峰,都出现在中红外光谱上的高频区2 基频峰的分布图1)折合质量越小,伸缩频率越高2)折合质量相同的基团,伸缩力常数越大,伸缩振动基频峰的频率越高3)折合质量相同时,ν>β>γ,因为它们的力常数依次减小(二)影响因素1 内部因素主要是结构因素,如相邻基团的影响及空间效应1)诱导效应吸电子的诱导效应,常使吸收峰向高频方向移动2)共轭效应共轭效应的存在使吸收峰向低频方向移动3)氢键氢键的形成使伸缩振动频率降低分子内氢键缔合作用的一种形式,由于分子内氢键的形成,往往对谱带位置有极明显的影响,但它不受浓度的影响,有助于结构分析分子间氢键受浓度的影响较大,随浓度的稀释吸收峰位置改变可观测稀释过程峰位是否变化,来判断是分子间氢键还是分子内氢键4)杂化影响在碳原子的杂化轨道中s成分增加,键能增加,键长变短,C-H伸缩振动频率增加碳-氢伸缩振动频率是判断饱和氢与不饱和氢的重要依据,不饱和碳氢的伸缩振动频率大于3000cm-12 外部因素主要是溶剂、仪器色散元件、温度的影响溶剂影响:极性基团的伸缩频率,常随溶剂的极性增大而降低通常是因为极性基团与溶剂间生成氢键的缘故,形成氢键的能力越强,降低越多(三)特征区和指纹区1 特征区特征区:习惯上把4000~1250cm-1(2.5~8.0μm)区间称为特征频率区,简称~特征区的吸收峰较疏,易辨认主要包括:1 含有氢原子的单键2 各种三键及双键的伸缩振动的基频峰3 含氢单键的面内弯曲振动的基频峰羰基峰时红外吸收光谱上最受重视的吸收峰之一2 指纹区指纹区:1250~200cm-1(8.0~50μm)的低频区称为~指纹区的红外线的能量比特征频率区低所出现的谱带起源于:各种单键的伸缩振动、多数基团的弯曲振动两个结构相近的化合物的特征频率区可能大同小异,只要它们的化学结构上存在着微小差别,指纹区一般就有较明显的不同但是含碳较多的直链烷烃,碳数差别较小时,指纹区也无明显差别六、吸收峰的强度吸收峰的强度:是讨论一条吸收曲线上吸收峰(谱带)的相对强度或摩尔吸光系数与什么有关的额问题,而不是讨论浓度与吸光度之间的关系在红外分光光度法中,浓度与吸光度的关系与可见-紫外吸收光谱法一致,仍然服从Lambert-Beer定律1跃迁几率:跃迁过程中激发态分子占总分子的百分数,称为~谱带的强度即跃迁几率的量度跃迁几率与振动过程中偶极矩的变化有关,偶极矩变化越大,跃迁几率越大,谱带强度越大偶极矩的变化与键的偶极矩及振动形式有关在一定测定条件下,一个化合物的各基团的各种振动能级的跃迁几率恒定在不考虑相邻基团的相互抵消前提下,键的偶极矩越大,伸缩振动过程偶极矩变化越大振动过程偶极矩的变化还与分子结构的对称性有关,对称性越强,变化越小,完全对称,变化为零2谱带强度的划分:红外吸收光谱上的吸收峰高、矮,可以说明相对吸光强度谱带的绝对强度,需用摩尔吸光系数来描述用ε将红外吸收光谱的谱带强度区分为五级:非常强谱带(vs)ε>100强谱带(s) 20~100中等强度谱带(m) 10~20弱谱带(w) 1~10非常弱谱带(vw) <1第四节 红外分光光度计及制样分光器:将复光分解为单色光的仪器称为~光度计:测量光强的仪器分光光度计:兼有分光器和光度计两种性能的仪器称为~按工作波长范围的不同,分为:紫外-可见、红外分光光度计仪器发展大体历经三个阶段:主要区别是单色器第一代仪器为棱镜红外分光光度计第二代仪器为光栅红外分光光度计第三代仪器为干涉调频分光傅里叶变换红外分光光度计一、光栅红外分光光度计光栅红外分光光度计,属于色散型一起,其色散元件为光栅按仪器的平衡原理可以分为:光学平衡式、电学平衡式红外分光光度计由:光源、吸收池(或固体样品框)、单色器、检测器、记录装置五个基本部分组成1 辐射源(光源)凡能发射连续波长的红外线,强度能满足需要的物体,均可为红外光源一般分为:碳硅棒、Nernst灯、特殊线圈Nernst灯低温时不导电2 色散元件目前多用反射光栅当红外线照射至光栅表面时,由反射线间的干涉作用而形成光栅光谱,各级光谱相互重叠,为了获得单色光,必须滤光由于一级光谱最强,故常滤去二级、三级光谱3 检测器常用检测器为:真空热电偶、Golay池热电偶:是利用不同导体构成回路时的温差现象,将温差转变为电位差的装置4 吸收池分为:液体池、气体池,分别用于液体样品与气体样品为了使红外线能透过,吸收池都具有岩盐窗片吸收池不用时需在保干器中保存(1)液体池分为固定池、密封池、可拆卸池可拆卸池:只能用于定性分析(2)气体池可用减压法将气体装入样品池中测定,气体池常用的光径为50mm及100mm多次反射气体池:测量低浓度、弱吸收气体样品,沸点较低的液体样品气体池在药物分析中很少应用二、干涉分光型红外分光光度计检测器多用热电型硫酸三甘肽(TGS)、光电导型检测器三、仪器性能红外分光光光度计的性能指标有分辨率、波数的准确度与重复性、透过率或吸光度的准确度与重复性仪器的最主要指标:I0线的平直度,检测器的满度能量输出1 分辨率(分辨本领):在某波数处恰能分开两个吸收峰的波数差为指标2 波数准确度与重复性波数准确度:仪器测定所得波数与文献值比较之差称为~波数重复性:多次重复测量同一样品,所得同一吸收峰波数的最大值与最小值之差称为~波数准确性关系测得光谱峰位的正确性,直接影响光谱解析四、制样气、液、固态样品皆可测定其红外光谱,但以固态样品最方便对样品的主要要求:1样品的纯度需大于98%,以便于纯化合物光谱对照2 样品应不含水分,若含水(结晶水、游离水)则对羟基峰有干扰样品更不得是水溶液若制成溶液,需用符合光谱波段要求的溶剂配制(一)固态样品固体样品可用三种方法制样:压片法、糊剂法、薄膜法(二)液态样品可用夹片法、液体池法粘度大的样品可用涂片法第五节 应用与示例一、光谱解析方法红外吸收光谱是定性分析的有力工具(一)样品的来源和性质、1 来源、纯度、灰分来源可帮助估计样品及杂质的范围纯度需大于98%,若不符合要求则需精制混合物,需经色谱分离,而后再用红外定性有灰分则含无机物2 物理化学常数样品的沸点、熔点、折光率、旋光度等,作为光谱解析的旁证3 分子式不饱和度:分子结构中达到距离饱和时所缺一价元素的“对”数每缺二个一价元素时,不饱和度为一个单位(U=1)不饱和度公式:(二)光谱解析的几种情况1 若要求判定样品是否是某物质,可采用1 已知物对照法2 对照标准光谱法3 简单化合物一般进行红外光谱解析即可判定2 新发现化合物待定结构或化合物的结构复杂,或标准光谱尚未收载,则需要进行综合光谱解析 综合光谱解析:包括元素分析、UV、IR、NMR、MS(三)光谱解析程序两区域法:将光谱划分为特征区及指纹区两个区域进行解析解析方法:四先、四后、相关法遵循:先特征区、后指纹区,先最强峰、后次强峰,先粗查、后细找,先否定、后肯定的顺序以及由一组相关峰确认一个官能团存在的原则。
2016春季西交《药物分析》在线作业
西交《药物分析》在线作业一、单选题(共 48 道试题,共 96 分。
)1. 醋酸地塞米松的鉴别反应是、. 加热的碱性酒石酸铜试液,生成红色沉淀. 加乙醇制氢氧化钾溶液,加热水解后,测定析出物的熔点应为150℃~156℃. 加亚硝基铁氰化钠细粉、碳酸钠及醋酸铵,显蓝紫色. 加硝酸银试液,生成白色沉淀. 与茚三酮试液反应,显蓝紫色正确答案:2. 用气相色谱法测定维生素的含量,《中国药典》(2010年版)规定采用的检测器为、. 紫外检测器. 火焰离子化检测器. 火焰光度检测器. 热导检测器. 荧光检测器正确答案:3. 干燥失重测定法是测定、. 不溶性杂质. 遇硫酸易炭化的杂质. 水分及其他挥发性物质. 有色杂质. 硫酸盐杂质正确答案:4. 易炭化物检查法是检查、. 不溶性杂质. 遇硫酸易炭化的杂质. 水分及其他挥发性物质. 有色杂质. 硫酸盐杂质正确答案:5. 醋酸地塞米松中有关物质的检查方法、. 紫外分光光度法. 红外分光光度法. 气相色谱法. 薄层色谱法. 高效液相色谱法正确答案:6. 用反相高效液相色谱法测定盐酸肾上腺素注射液的含量,所采用的流动相系统是、. 甲醇-水. 乙腈-水. 庚烷磺酸钠溶液-甲醇. 磷酸二氢钾溶液-甲醇. 冰醋酸-甲醇-水正确答案:7. 甲醇是、. 第一类溶剂. 第二类溶剂. 第三类溶剂. 第四类溶剂. 第五类溶剂正确答案:8. 苯是、. 第一类溶剂. 第二类溶剂. 第三类溶剂. 第四类溶剂. 第五类溶剂正确答案:9. 《中国药典》(2010年版)检查硫酸庆大霉素组分的方法是、. 气相色谱法. 反相高效液相色谱法. 薄层色谱法. 红外分光光度法. 紫外分光光度法正确答案:10. 氧化还原滴定法中常用的标准溶液为、. 氢氧化钠滴定液. 硫代硫酸钠滴定液. 高氯酸滴定液. 盐酸滴定液. 硫酸滴定液正确答案:11. 《中国药典》(2010年版)检查阿司匹林中的游离水杨酸应使用的试剂是、. 硫酸铁铵. 硝酸银. 溴化汞. 硫代乙酰胺. 1%冰醋酸甲醇正确答案:12. 苯巴比妥的鉴别试验是、. 加碘试液,试液的棕黄色消失. 加硫酸与亚硝酸钠,即显橙黄色,随即转为橙红色. 加氢氧化钠试液溶解后,加醋酸铅试液,生成白色沉淀,加热后,沉淀转为黑色. 加硫酸铜试液,即生成草绿色沉淀#加三氯化铁试液,显紫色正确答案:13. 测定条件有小的变动时,测定结果不受其影响的承受程度、. 准确度. 精密度. 检测限. 线性. 耐用性正确答案:14. 在丙酸睾酮的红外吸收光谱中,1615m-1吸收峰的归属为、. 酯. 酮. 烯. 烯. 羟基正确答案:15. 《中国药典》凡例中,贮藏项下规定的“凉暗处”是指、. 不超过30℃. 不超过20℃. 避光并不超过30℃. 避光并不超过20℃. 2~10℃正确答案:16. 在紫外分光光度法中,供试品溶液的浓度应使吸光度的范围在、. 0.1~0.3. 0.3~0.5. 0.3~0.7. 0.5~0.9. 0.1~0.9正确答案:17. 盐酸普鲁卡因、. 在酸性条件下,和亚硝酸钠与β-萘酚反应,显橙红色. 在碳酸钠试液中,与硫酸铜反应,生成蓝紫色配合物. 与硝酸反应,显黄色. 加入三氯化铁试液,显紫红色. 加入三氯化铁试液,生成赭色沉淀正确答案:18. 在丙酸睾酮的红外吸收光谱中, 1672m-1吸收峰的归属为、. 酯. 酮. 烯. 烯. 羟基19. 红外分光光度法在药物的杂质检查中主要用来检查、. 无效或低效的晶型. 无紫外吸收的杂质. 具有挥发性的杂质. 金属的氧化物或盐. 合成反应中间体正确答案:20. 用峰高法定量时,对拖尾因子的要求是、. 0.3~0.7. >1.5. ≤2.0 %. ≤0.1 %. 0.95~1.05正确答案:21. 葡萄糖注射液测定方法是、. 亚硝酸钠滴定法. 碘量法. 紫外-可见分光光度法. 高效液相色谱法. 旋光度法正确答案:22. 硫喷妥钠的鉴别试验是、. 加碘试液,试液的棕黄色消失. 加硫酸与亚硝酸钠,即显橙黄色,随即转为橙红色. 加氢氧化钠试液溶解后,加醋酸铅试液,生成白色沉淀,加热后,沉淀转为黑色. 加硫酸铜试液,即生成草绿色沉淀#加三氯化铁试液,显紫色正确答案:23. 在药品质量标准中,药品的外观、臭、味等内容归属的项目为、. 性状. 鉴别. 检查. 含量测定. 类别正确答案:24. 多次测定同一均匀样品所得结果之间的接近程度、. 准确度. 精密度. 检测限. 线性. 耐用性正确答案:25. 维生素中需要检查的特殊杂质是、. 有关物质. 硒. 铁和铜. 生育酚正确答案:26. 除另有规定外,旋光度测定的温度为、. 15℃. 20℃. 25℃. 30℃. 35℃正确答案:27. 在紫外-可见分光光度法中,与溶液浓度和液层厚度成正比的是、. 透光率. 测定波长. 狭缝宽度. 吸光度. 吸光系数正确答案:28. 盐酸普鲁卡因含量测定选用的滴定液是、. 碘滴定液. 高氯酸滴定液. 硝酸银滴定液. 氢氧化钠滴定液. 亚硝酸钠滴定液正确答案:29. 在反相高效液相色谱法中,常用的固定相是、. 硅胶. 氧化铝. 十八烷基硅烷键合硅胶. 甲醇. 水正确答案:30. 维生素含量测定选用的滴定液是、. 碘滴定液. 高氯酸滴定液. 硝酸银滴定液. 氢氧化钠滴定液. 亚硝酸钠滴定液正确答案:31. 分析方法能检出试样中被测组分的最低浓度或最低量、. 准确度. 精密度. 检测限. 线性. 耐用性正确答案:32. 《中国药典》(2010年版)检查维生素##中生育酚(天然型维生素##)所采用的检查方法是、. 薄层色谱法. 气相色谱法. 碘量法. 铈量法. 紫外分光光度法正确答案:33. 黄体酮的鉴别反应是、. 加热的碱性酒石酸铜试液,生成红色沉淀. 加乙醇制氢氧化钾溶液,加热水解后,测定析出物的熔点应为150℃~156℃. 加亚硝基铁氰化钠细粉、碳酸钠及醋酸铵,显蓝紫色. 加硝酸银试液,生成白色沉淀. 与茚三酮试液反应,显蓝紫色正确答案:34. 澄清度检查法是检查、. 不溶性杂质. 遇硫酸易炭化的杂质. 水分及其他挥发性物质. 有色杂质. 硫酸盐杂质正确答案:35. 肾上腺素含量测定选用的滴定液是、. 碘滴定液. 高氯酸滴定液. 硝酸银滴定液. 氢氧化钠滴定液. 亚硝酸钠滴定液正确答案:36. 供试品与硝酸共热,得黄色产物,放冷后加醇制氢氧化钾少许,即显深紫色。
红外分光光度法
红外光谱法红外光谱法又称“红外分光光度分析法”。
简称“IR”,分子吸收光谱的一种。
利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一法。
红外光谱法的一般特点特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大。
红外光谱法的应用1.定性分析和结构分析红外光谱具有鲜明的特征性,其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。
因此,红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具2.定量分析红外光谱法对试样的要求红外光谱的试样可以是液体、固体或气体,一般应要求:(1)试样应该是单一组份的纯物质,纯度应>98%或符合商业规格才便于与纯物质的标准光谱进行对照。
多组份试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯,否则各组份光谱相互重叠,难于判断。
(2)试样中不应含有游离水。
水本身有红外吸收,会严重干扰样品谱,而且会侵蚀吸收池的盐窗。
(3)试样的浓度和测试厚度应选择适当,以使光谱图中的大多数吸收峰的透射比处于10%~80%范围内。
目前主要有两类红外光谱仪:色散型红外光谱仪和傅立叶变换红外光谱仪。
一、色散型红外光谱仪1 . 光源红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体,同电加热使之发射高强度的连续红外辐射。
常用的是Nernst灯或硅碳棒。
Nernst灯是用氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结而成的中空棒和实心棒。
工作温度约为1700℃,在此高温下导电并发射红外线。
但在室温下是非导体,因此,在工作之前要预热。
它的特点是发射强度高,使用寿命长,稳定性较好。
缺点是价格地硅碳棒贵,机械强度差,操作不如硅碳棒方便。
硅碳棒是由碳化硅烧结而成,工作温度在1200-1500℃。
2 . 吸收池因玻璃、石英等材料不能透过红外光,红外吸收池要用可透过红外光的NaCl、KBr、CsI、KRS-5(TlI 58%,TlBr42%)等材料制成窗片。
仪器分析课程标准
《仪器分析》课程标准适用专业:化学所属教研室:分析化学课程代码:ZBB092021课程名称:仪器分析课程性质:专业必修学分学时: 1 学分/ 18学时一、课程概述(一)课程性质《仪器分析》是四年制化学教育本科专业类的专业选修课,是在学生学过分析化学课程的基础上进行的,根据化学教育专业教学的要求,本课程教学以解决化合物的结构鉴定为主,讲述紫外-可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、荧光分光光度法、原子吸收法、核磁共振波谱法、质谱法的基本原理以及在化合物结构鉴定上的应用。
(二)基本理念1.面向全体学生,注重素质教育、能力培养本课程面向化学专业全体学生,注重专业基础素质教育,激发学生的学习兴趣,提高他们的抽象思维能力,增强他们的理论联系实际的能力等。
2.突出学生主体,尊重个体差异本课程在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源的开发等方面都突出了以学生为主的思想。
课程实施理应成为学生在教师指导下构建知识、提高技能、活跃思维、拓宽视野的过程。
3.注重教学过程、促进学生发展建立能激发学生兴趣和自主学习能力发展的评价体系。
该评价体系由形成性评价和终结性评价构成。
在教学过程中应形成性评价为主,注重培养和激发学生的学习积极性和自信心。
终结性评价应注重检测学生的知识应用能力。
评价要有利于促进学生的知识应用能力的发展;促进教师不断提高教育教学水平;促进本门课程的不断发展与完善。
4. 改变教学方式、运用现代教学技术积极利用多媒体技术,改变传统的教学方式,增加学生对知识的感性认识,培养学生分析问题、解决问题的能力。
(三)设计思路1.教学改革基本思路本课程在设计过程中,根据针对专业培养计划和人才培养规格,本着为地方经济、教育服务的原则,本着宽基础、多方向的就业思路,根据专业岗位技能要求,从而确定教学内容、教学时数和教学方法。
2.总体设计原则本课程让学生了解并熟练掌握有机、无机化合物的基本波谱知识、原理,为实践教学打下良好的基础。
中国医科大学2016年6月考试药物分析考查课试题答案
中国医科大学2016年6月考试《药物分析》考查课试题一、单选题(共 20 道试题,共 20 分。
)1. 苯巴比妥生成玫瑰红色产物的反应是:() DA.硝化反应B.磺化反应C.碘化反应D.甲醛-硫酸反应E.硫酸-亚硝酸钠反应满分:1 分2. 用溴酸钾法测定异烟肼含量时,1摩尔溴酸钾相当于几摩尔异烟肼?() CA. 1/6B. 1/3C. 3/2D. 1/2E. 2/1满分:1 分3. 四氮唑比色法测定皮质激素时,下列哪一个药物反应最快?() BA. 地塞米松磷酸钠B. 可的松C.氢化可的松D.醋酸氢化可的松E.醋酸泼尼松龙满分:1 分4. 63.8351修约后要求小数点后保留两位:() CA. 63.80B. 63.83C. 63.84D. 63.82E. 63.81满分:1 分5. 盐酸硫胺可采用的鉴别方法为:() AA.硫色素反应B.三氯化锑反应C.与硝酸银反应D. 水解后重氮化-偶合反应E. 麦芽酚反应满分:1 分6. 三点校正紫外分光光度法测定维生素A醋酸酯含量时,λmax为:() DA. 316nmB. 340nmC. 360nmD. 328nmE. 382nm满分:1 分7. 阿司匹林中应检查的杂质是:() EA.苯甲酸B.对氨基酚C.间氨基酚D.水杨酸钠E.水杨酸满分:1 分8. 在氯化物的检查中,消除供试品溶液中颜色干扰的方法是:() DA.在对照品溶液中加入显色剂,调节颜色后,依法检查B.在供试品溶液加入氧化剂,使有色物褪色后,依法检查C. 在供试品溶液加入还原剂,使有色物褪色后,依法检查D. 取等量的供试品溶液,加硝酸银试液,滤除生成的氯化银后,再加入规定量的标准氯化钠溶液,作为对照品溶液,依法检查E. 取等量的供试品溶液,加入规定量的标准氯化钠溶液后,作为对照品溶液,依法检查满分:1 分9. 癸氟奋乃静可采用的鉴别反应为:() EA.戊烯二醛反应B.绿奎宁反应C.水解后呈重氮化-偶合反应D.三氯化铁反应E.钯离子络合显色反应满分:1 分10. 具有共轭多烯侧链的药物为:() DA.司可巴比妥B.阿司匹林C.苯佐卡因D.维生素AE.维生素E满分:1 分11. 在弱酸性(pH=2.0~6.0)溶液中会发生差向异构的药物是:() DA. 阿莫西林B. 头孢氨苄C. 庆大霉素D. 四环素E.苯巴比妥满分:1 分12. 《中国药典》收载的测定黏度的方法有几种?() CA. 1种B. 2种C. 3种D. 4种E. 5种满分:1 分13. 测定样品的重复性实验,至少应有多少次测定结果才可进行评价?() CA. 0B. 9C. 8D. 5E. 3满分:1 分14. 《中国药典》(2000年版)古蔡氏检砷法中,使用醋酸铅棉花的目的是:() AA. 除去硫化氢B. 除去砷化氢C. 除去锑化氢D.除去二氧化碳E.除去三氧化硫满分:1 分15. 维生素A可采用的含量测定方法为:() AA.三点校正紫外分光光度法B. GC法C.非水溶液滴定D.异烟肼比色法E. Kober反应比色法满分:1 分16. 碘量法测定维生素C含量时,维生素C与碘的物质的量之比为:() CA. 1∶0.5B. 1∶1C. 1∶2D. 1∶3E. 1∶4满分:1 分17. 药物中氯化物杂质检查的一般意义在于:() DA. 是有疗效的物质B. 它是对药物疗效有不利影响的物质C.它是对人体健康有害的物质D.可以反映药物的生产工艺和质量管理问题检查方法比较方便满分:1 分18. 定量限常用信噪比法来确定,一般以信噪比为多少时相应的浓度或注入仪器的量进行确定?() AA. 10∶1B. 8∶1C. 5∶1D. 3∶1E. 2∶1满分:1 分19. 三点校正紫外分光光度法测定维生素A醇含量时,采用的溶剂为:() EA.水B.环己烷C.甲醇D.丙醇E. 异丙醇满分:1 分20. 可用异烟肼比色法测定的药物是:() AA. 醋酸地塞米松B.雌二醇C.庆大霉素D.炔雌醇满分:1 分二、简答题(共 6 道试题,共 60 分。
红外分光光度法测定标准操作规程
陕西香菊药业集团有限公司GMP管理文件1.目的:本标准规定了红外分光光度法的测定方法和操作要求。
2.范围:本公司检品的红外分光光度法的测定。
3.责任人:QC检验员、QC主任。
4. 引用标准:《中华人民共和国药典》2010版二部附录ⅣC5.内容:5.1 仪器:红外分光光度计、电子分析天平5.2 简述: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。
基本原理是由分子的振动转动能级引起的光谱,振动过程中,若分子的偶极矩发生变化则相应的振动称为红外活性振动,红外活性振动产生吸收峰,没有偶极矩变化振动称为红外非活性振动,红外非活性振动不产生吸收峰,振动过程中,若分子的偶极矩变化越大,产生的红外吸收越强。
C=O键伸缩振动时键的偶极矩变化较大,因此在红外光谱中产生特征的强吸收峰,而C=C C C键伸缩振动过程中键的偶极矩变化较小,因此红外吸收峰较弱甚至不出现。
5.3仪器结构光源吸收池单色器检测器收据记录和处理5.3.1 光源:理想的红外光源应是能发射高强度、连续红外辐射的物体。
常用的有能斯特灯和硅碳棒等。
5.3.2样品室用于放置气、液、固态的待测样品,样品室应对透过的红外光无吸收,固体样品多以溴化钾压片。
5.3.3单色器作用是将入射的复合红外光色散为单色光再逐一由出射狭缝射出。
色散元件目前主要用光栅。
5.3.4 检测器用于将红外单色光信号转变为电信号。
目前常用的检测器有真空热电偶、高莱池等。
5.4.仪器使用5.4.1仪器校正:可使用傅立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。
傅立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,仪器的分辨率要求在3110~2850-1范围内,应能清晰的分辩7个峰,峰2851cm-1与谷2870-1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。
《仪器分析》复习题
2016级成人高等教育中医学院本科班《仪器分析》作业班级: 姓名: 学号:第一章绪论1.仪器分析的特点。
2.仪器分析方法的类型。
3.学习仪器分析的方法。
第二章光谱分析法概论一、名词解释电磁辐射电磁波谱原子吸收光谱光谱法二、简答题1.简述光学分析法的三个过程。
2.光的波粒二相性基本参数3.光谱区中紫外、可见、红外对应的波长范围?4.光谱法的仪器由哪几部分组成?它们的作用是什么?三、计算题1.计算(1) 2500cm-1波数的波长(nm)(2) Na 588-995nm相应的能量(eV)(3) 670. 7nm Li线的频率(Hz)2.计算下列各种跃迁所需的能量范围(eV)及相应的波长范围(1)原子内层电子跃迁(2)原子外层电子跃迁(3)分子的电子跃迁(4)分子振动能级跃迁(5)分子转动能级跃迁3.阐述为什么原子光谱为线光谱,分子光谱为带光谱。
如果说原子光谱谱线强度分布也是峰状的,对吗?为什么?第三章紫外-可见分光光度法1.名词解释透光率吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)发色团和助色团吸收曲线标准曲线末端吸收试剂空白2.物质对光的吸收程度可用哪几种符号表示,各代表什么含义?3.什么是朗伯-比尔定律?其物理意义是什么?4.简述导致偏离朗伯-比尔定律的原因。
5.什么是吸收曲线?制作吸收曲线的目的是什么?6.在分光光度法中,为什么要控制溶液的透光率读数范围在20%〜65%之间?若T超出上述范围,应采取何种措施?7.简述紫外-可见分光光度计的主要部件及基本功能。
8.每100mL中含有0.701mg溶质的溶液,在1cm吸收池中测得的透光率为40.0%,试计算:(1)此溶液的吸光度。
(2)如果此溶液的浓度为0.420mg/100mL,其吸光度和百分透光率各是多少?第四章红外分光光度法1.分子吸收红外光发生能级跃迁,必须满足的条件是什么?2.何为红外非活性振动?3.下列化合物能否用红外吸收光谱区别,为什么?—CH2COOCH3—COOC2H54.由茵陈篙分离出来的精油,其分子式为C12H10,UV EtO Hλ239nm(ε537),max253nm(ε340),红外光谱见课本P81,是解析其结构。
红外分光光度法
CH 2 909cm1
七、吸收峰峰位及影响因素
1、吸收峰峰位(位置) 即振动能级跃迁所吸收红外线的波长(T-)或波数(T-) , 是红外光谱鉴定中的主要依据。
max , max 或 max
1)基本振动频率
√ 1
= 2
k
√ √ 1
= 2C
k
’
= 1302
k
’
(cm-1)
C、氢键效应:使伸缩振动频率降低
分子内氢键:对峰位的影响大,不受浓度影响
七、吸收峰峰位及影响因素
C、氢键效应:使伸缩振动频率降低
分子间氢键:受浓度影响较大,稀释后,吸收峰位发生变化
七、吸收峰峰位及影响因素
D、杂化的影响
杂化轨道中s 轨道成分↑,键能↑,键长↓,↑
饱和C 原子 sp3杂化 CH(饱和) 3000cm1 不饱和C 原子 sp2或sp杂化 CH(不饱和) 3000cm1
• 特征峰仅代表基团的一种振动形式 • 相关峰的数目与基团的活性振动及光谱的波数范围有关 • 用一组相关峰才可以确定一个官能团的存在 • 用一组相关峰鉴定一个基团的存在,是解析IR图谱的原则
图示
CN 2247cm1
as CH 2
3090cm1
CC 1639cm1
CH 990cm1
ΔV 2 νL 2ν
V 3 L 3
泛频峰跃迁几率小,强度较弱, 难辨认→却增加了光谱特征性
2、特征峰(特征频率)与相关峰 (根据吸收峰的频率与基团结构之间的关系区分)
1)特征峰 可用于鉴别官能团存在、又容易辨认的吸收峰
2)相关峰 由一个官能团所产生的一组具有相互依存、相互佐证关 系的特征峰
红外光谱在药典中的介绍
红外光谱在药典中的介绍:(第四部40)0402红外分光光度法红外分光光度法是在4000-}-400crri 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一比尔定律,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。
. 04mm)校正仪器,绘制其光谱图,用3027cxri 1,2851cxn ',1601cm 1,1028cm-',907crn 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3000crn '附近的波数误差应不大于士5cs} 1 ,在1000crri‘附近的波数误差应不大于士lcm 1 e用聚苯乙烯薄膜校正时,仪器的分辨率要求在311。
一2850cxri,范围内应能清晰地分辨出7个峰,峰2851cxn '与谷2870cm一工之间的分辨深度不小于18%透光率,峰1583ciri‘与谷1589cm,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2cxa '。
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。
红外分光光度法
红外吸收分光光度法2.2.24. ABSORPTION SPECTROPHOTOMETRY, INFRARED红外光谱频率在4000~670 cm-1之间(2.5~15.4μm),有时也低至200cm-1 (50μm) 。
Infrared spectrophotometers are used for recording spectra in the region of 4000-650 cm−1 (2.5-15.4 μm) or in some cases down to 200 cm−1(50 μm).仪器设备原理APPARATUS记录光谱的分光光度计是由一个合适的光源,单色仪或干涉仪和检测器组成的。
傅立叶变换红外分光光度计使用复色光源,利用傅立叶变换计算出随入射光频率变化的原始光谱。
也可以使用其他检测领域中配有单色光源系统的红外分光光度计。
通常由对比透射光和入射光的强度来获得光谱。
Spectrophotometers for recording spectra consist of a suitable light source, monochromator or interferometer and detector. Fourier transform spectrophotometers use polychromatic radiation and calculate the spectrum in the frequency domain from the original data by Fourier transformation. Spectrophotometers fitted with an optical system capable of producing monochromatic radiation in the measurement region may also be used. Normally the spectrum is given as a function of transmittance, the quotient of the intensity of the transmitted radiation and the incident radiation. It may also be given in absorbance.吸光率(A)值为透光率(T)的倒数取log10对数的值。
4第四章红外吸收光谱法副本
作业题第四章红外分光光度法第一节概述填空题1、红外光区位于 ______ 光区和________ 光区之间, 波长范围为_______________ ,习惯上又可将其细分为__________ 、 _________ 和 __________ 三个光区,应用较多的是________ 光区。
2、红外谱图纵坐标一般为,横坐标一般为。
简答题:红外分光光度法的特点。
H H H Clci" 'ci D. Cl" X H4、在有机化合物的红外吸收光谱中,出现在4000 1250cm—1频率范围的可用于鉴定官能团,这一段频率范围称为()A.指纹区B.倍频区C.特征区D.合频区5、第二节基本原理1、分子内部的运动方式有三种,即:_____ 、_____ 和 _____,相应于这三种不同的运动形式,分子具有______ 能级、______ 能级和____ 能级。
2、一般多原子分子的振动类型分为 _________ 振动和________ 振动。
3、乙烷的振动自由度是 ____________ 。
4、甲酸的振动自由度是 ____________ 。
判断题:1、对称结构分子,如H2O分子,没有红外活性。
()2、水分子的H— O— H对称伸缩振动不产生吸收峰。
()以上①、②、③、④四种烯的u c=c值为:A. ①为1650cm1;②为1678cm1;③为1657cm1:④ 为1781cm1B. ①为1781cm1;②为1657cm1;③为1650cm1:④ 为1678cm-1C. ①为1650cm1;②为1657cm1;③为1678cm1:④ 为1781cm1D. ①为1781cm1;②为1678cm1;③为1657cm1:④ 为1650cm-16、乙烯分子的振动自由度为:A.20B.13C.12D.6E.157、下列环烯化合物中,u C=c出现最低波数者为:A. B. C.D. E.选择题:1、试比较同一周期内下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收峰,频率最小的是()A C-HB N-HC O-HD F-H2、已知下列单键伸缩振动中C-C C-N C-O 键力常数k/(N ?cm1) 4.5 5.8 5.0 以用W-入/ 卩m 66.46 6.85 问C-C, C-N, C-O 键振动能级之差/ E顺序为()A C-C > C-N > C-OB C-N > C-O > C-CC C-C > C-O > C-ND C-O > C-N > C-C3、判断下列各分子的碳碳对称伸缩振动在红外光谱中哪个是非活性的()A. CH3—CH3B. CH3- CCI3C.8、下列合物中u c=c吸收强度最大的化合物为:A.R —CH= CHB.R —CH= CH- R(顺)C.R—CH= CH- R (反)D.R 1—CH= CH— R(顺)ER —CH= CH- COR (反)9、孤立甲基的弯曲振动一般为1380cm1,异丙基中的甲基裂分为1385cm1和1375cm1,叔丁基中的甲基裂分为1395cm1和1370cm1,造成裂分的原因是:A.分子的对称性B. 振动偶合C.费米共振 D. 诱导效应U C=O出现在1870cm1至1540cm之间,它们的u c=。
红外分光光度法
红外分光光度法1 简述化合物受红外辐射照射后,使分子的振动和转动运动由较低能级向较高能及跃迁,从而导致对特定频率红外辐射的选择性吸收,形成特征性很强的红外吸收光谱,红外光谱又称振-转光谱。
红外光谱是鉴别物质和分析物质化学结构的有效手段,已被广泛应用于物质的定性鉴别、物相分析和定量测定,并用于研究分子间和分子内部的互相作用。
习惯上,往往把红外区分为3个区域,近红外区(12800~40000cm -1,0.78~2.5μ m),中红外区(4000~400cm -1 ,2.5~25 μ m)和远红外区(400~10cm -1 ,25~1000μ m)。
其中中红外区是药物分析中最常用的区域。
红外吸收与物质的关系在一定范围内服从朗伯-比尔定律,因而它也是红外分光光度法定量的基础。
红外分光光度计分为色散型和傅里叶变换型两种。
前者主要由光源、单色器(通常为光栅)、样品室、检测器、记录仪、控制盒数据处理系统组成。
以光栅为色散元件的红外分光光度计,以波数为线性刻度,以棱镜为色散元件的仪器,以波长为线性刻度。
波数与波长的换算关系如下:10000波数(cm -1)= )波长(μm傅里叶变换型红外光谱仪(简称FT-IR)则由光学台(包括光源、干涉仪、样品室和检测器)、记录装置和数据处理系统组成,由干涉图变为红外光谱需经快速傅里叶变换。
该型号仪器现已成为最常用的仪器。
2 红外分光光度计的检定所用仪器应按现行国家质量与核查技术监督局“色散型红外分光光度计鉴定规程”、“傅里叶变换红外光谱仪鉴定规程”和《中国药典》附录规定,并参考仪器说明书,对仪器定期进行校正检定。
2.1 波数准确度2.1.1 波数准确度的允差范围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。
2.1.2 波数准确度检定方法2.1.2.1 以聚苯乙烯膜校正按仪器使用说明书要求设置参数,以常用的扫描速度记录厚度为50μ m 的聚苯乙烯膜红外光谱图。
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用途
相同点?
4—2 IR 基本原理
一、振动-转动光谱 二、振动形式 三、振动自由度 四、红外光谱产生的条件 五、吸收峰强度 六、吸收峰的分类 七、吸收峰的峰位及其影响因素 八、吸收峰峰数的影响因素
一、振动-转动光谱 1、红外光谱为振—转光谱、吸收光谱、分子光谱
E振 0.05 ~ 1.0 EV E转 0.005 ~ 0.05V
六、吸收峰的分类
1、基频峰与泛频峰
(根据吸收峰的频率与基本振动频率的关系区分)
1)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 (即V = 0 → 1 产生的峰)
V 1 L
基频峰的峰位等于分子的基本振动频率()
基频峰强度大——红外主要吸收峰 基频峰的数目与分子的基本振动数f有关,但往往小于f
转动光谱
二、红外光谱的表示方法
T~λ 曲线 →前密后疏 波长等距
4 10 (cm 1 ) ( m)
T ~ζ 曲线→ 前疏后密 波数等距 “谷”是IR中的吸收峰
三、红外光谱与紫外-可见光谱的异同
IR 起源 分子振动能级跃迁伴随转动能级跃迁 (分子的振动-转动光谱) UV-Vis 分子外层价电子能级跃迁 (电子光谱)
分子振动自由度数 = 3N —平动自由度 — 转动自由度 线性分子f = 3N — 5 非线性分子f = 3N — 6
注: 由振动自由度可以估算基频峰的可能数目 并非每个振动都产生基频峰 吸收峰数常少于振动自由度数
三、振动自由度 f
例:水分子——非线性分子 f = 3×3 – 6 = 3
例:CO2分子 ——线性分子
七、吸收峰峰位及影响因素
3、影响吸收峰峰位的因素 1)内部因素 A 、诱导效应:吸电效应( X :吸电基团),使振动频率移 向高波数区
O R C X
吸电性 ,双键性 ,K
七、吸收峰峰位及影响因素
B、共轭效应:使振动频率移向低波数区
共轭效应使 电子离域,双键性 ,K
2、影响峰强度的因素
(1)振动过程中键的偶极矩变化
1)化学键两端原子电负性影响 (差别↑,Δμ↑,峰强↑) 2)分子的对称性(Δμ=0) 3)振动形式:as > s >
(2)振动能级跃迁几率 跃迁几率:激发态分子占所有分子的百分数。
注: Δμ↑ or 跃迁几率↑,ε ↑
3490
(4) 1650 (υC=C)
2)泛频峰 倍频峰: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所产生的吸收峰(即V = 0→V=2,3,…… 产生的峰)
即 L V
泛 频 峰 倍频峰 二倍频峰(V=0→V=2)
ΔV 2 ν L 2ν
三倍频峰(V=0→V=3)
合频峰 差频峰
V 3 L 3
AX 2型分子
CH 2 ~ 1465 20cm1
B:面内摇摆ρ:基团作为一个整体在平面内摇动
AX 2型分子
CH 2 ~ 720 cm1
— (CH 2 ) n — n 4
二、振动形式
2)面外弯曲γ:弯曲振动垂直几个原子构成的平面 A:面外摇摆振动 ω:两个X 原子同时向面下或面上的振动
max , max 或 max
1)基本振动频率 1 k = 2
√
1 = 2C
√
k ’
= 1302
√
k (cm-1) ’
K(N/cm):化学键力常数。
’:化学键两端原子的折合质量
m1×m2 ’ = m1 + m2
七、吸收峰峰位及影响因素
讨论 A:k 接近,’↑ ,↓,↓(光谱区右端) 例:C—H > C—C > C—O B:同类原子:’一定, k’↑ ,↑,↑(光谱区左端) 例:
组频峰
L 1 2 L 1 2
泛频峰越迁几率小,强度较弱, 难辨认→却增加了光谱特征性
2、特征峰(特征频率)与相关峰 (根据吸收峰的频率与基团结构之间的关系区分) 1)特征峰 可用于鉴别官能团存在、又容易辨认的吸收峰 2)相关峰 由一个官能团所产生的一组具有相互依存、相互佐证关 系的特征峰 • • • • 特征峰仅代表基团的一种振动形式 相关峰的数目与基团的活性振动及光谱的波数范围有关 用一组相关峰才可以确定一个官能团的存在 用一组相关峰鉴定一个基团的存在,是解析IR图谱的原则
2)不对称的变形振动δas:三个AX键与轴线的夹角不同时变 大或减小
AX 3型分子
as 1 CH ~ 1450 cm 3
三、振动自由度 f
指分子独立的振动数目,或基本的振动数目 N个原子组成的分子,每个原子在空间具三个自由度 分子自由度 = 平动自由度 +振动自由度+ 转动自由度= 3N
在中红外区,分子中存在三种运动形式的能量变化:平动(平移、 不产生光谱)、振动与转动(产生远红外光谱)的能量变化
s 1 C ~ 1340 cm O
四、红外吸收光谱产生的条件
1)分子吸收红外辐射的频率恰等于分子振动频率整数倍
即 L V
2)分子在振、转过程中的净偶极矩的变化不为0,即分子 产生红外活性振动(0)
偶极子在交变电场中的作用
五、吸收峰强度
1、吸收峰强的表示方法 ε 1)极强峰 2)强峰 3)中强峰 4)弱峰 5)极弱峰 ε > 100 ε = 20~100 ε = 10~20 ε = 1~10 ε<1
第四章
红外分光光度法
IR Spectrophotometry
4—1 概述
4—2
4—3 4—4 4—5
基本原理
红外分光光度计 红外光谱与分子结构的关系 红外光谱解析
4—1 概述
红外分光光度法: 利用物质对红外光区电磁辐射选择性吸收的特性来进行结构
分析、定性和定量的分析方法,又称红外吸收光谱法。
一、红外光( 0.76—1000μm )的区划
分子振动能级跃迁 (产生红外光谱 ) 前提 E振 EL
即 L V
L 红外光的照射频率、 分子的振动频率
吸收红外线而发生能级跃迁时,所吸收的红外线频率 (L)只能是谐振子振动频率()的V 倍
当 V 1 L
基频峰
基频峰的峰位等于分子的基本振动频率()
红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生 分子的振动能级差远大于转动能级差 分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁
一、振动-转动光谱
2、谐振子与位能曲线
双原子分子A-B→近似看作谐振子 两原子间的伸缩振动→近似看作简谐振动(动能+势能) 根据量子力学理论:
1 分子振动总能量 EV (V ) h 2
AX 2型分子
CH 2 ~ 1300 cm1
B:蜷曲振动 τ:一个X原子在面上,一个X原子在面下的振动
AX 2型分子
CH 2 ~ 1250 cm1
二、振动形式
3、变形振动
1)对称的变形振动δs:三个AX键与轴线的夹角同时变大 或缩小。形如花瓣开、闭的振动。
AX 3型分子
s 1 CH ~ 1375 cm 3
C C
K 15N / cm
C C
K 10N / cm
C C
K 5 N / cm
~ 2100cm 1 ~ 1640cm 1 ~ 1190cm 1
不同类原子: k 影响大时, k↑ ,↑,↑(光谱区左端) ’ 影响大时, ’↑ , ↓,↓ (光谱区右端)
f = 3×3 – 5 = 4
s 1 C ~ 1340 cm O
四、红外吸收光谱产生的条件
两个定义: 1、红外非活性振动:分子振动不产生偶极矩的变化,不产生红 外吸收的性质。(对称分子)是基频峰峰数小于基本振动数的 主要原因。 2、简并 例:CO2分子 ——线性分子 f = 3×3 – 5 = 4
二、振动形式
1、伸缩振动() 指键长沿键轴方向发生周期性变化的振动
1)对称伸缩振动(s):化学键两端的原子沿键轴方向的 运动同时发生
AX 2型分子
s 1 CH ~ 2850 cm 2
AX 3型分子
s 1 CH ~ 2870 cm 3
2)反称伸缩振动(as):键长沿键轴方向的运动交替发生
AX 2型分子
as 1 CH ~ 2925 cm 2
AX 3型分子
as 1 CH ~ 2960 cm 3
二、振动形式
2、弯曲振动(变形振动,变角振动) 指键角发生周期性变化、而键长不变的振动 1)面内弯曲振动β(AX2型分子) 弯曲振动发生在由几个原子构成的平面内 A:剪式振动δ:振动中键角的变化类似剪刀的开闭
图示
C N 2247 cm1
as 1 3090 cm CH 2
C C 1639cm 1
CH 990cm
1
CH 2 909cm 1
七、吸收峰峰位及影响因素
1、吸收峰峰位(位置) 即振动能级跃迁所吸收红外线的波长(T-)或波数(T-) , 是红外光谱鉴定中的主要依据。
二、振动形式
振动频率不仅受化学键性质和原子质量的影响,也受到整个 分子的影响 双原子分子 多原子分子 1、伸缩振动 1)对称伸缩振动s 2)反称伸缩振动as 1)面内弯曲振动β 2、弯曲振动 2)面外弯曲γ 3)变形振动 A:剪式振动δ B:面内摇摆ρ 伸缩振动()
A:面外摇摆振动 ω B:蜷曲振动 τ A:对称的变形振动δs B:不对称的变形振动δasຫໍສະໝຸດ 适用所有有机化合物
测定对象物态:气、液、固
具n-π*和/或π-π*跃迁有机 化合物,有色无机物
液、气 简单、特征性不强 定性 定量(准确) 结构研究(推测有机化合 物共轭骨架)