红外吸收光谱分析法在药品原辅料检测中的应用

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1、红外光谱分析法在药品原辅料检测中的应用杨伟兴yangwx007@126.com020-81865300概述红外吸收光谱的用途，红外吸收光谱区域及表示法。红外吸收光谱的产生条件两个条件及其解释，红外吸收光谱图示例。分子振动方程式分子振动方程式的表述，影响基本振动频率的两个因素。分子振动的形式原子在空间的位置表述法，二类分子振动的六种模式，红外光谱中吸收峰增减的原因。红外光谱的吸收强度影响红外吸收光谱吸收带强度的因素。红外光谱的特征性和基因频率红外吸收光谱中各类化合物特征基因频率的波长（波数）范围，对典型化合物红外光谱图上特征基因吸收

2、峰的解析。2影响基因频率位移的因素外部因素内部因素（诱导效应，共轭效应，氢键和振动的耦合等）试样的制备重要性气态试样，液体和溶液试样，固体试样红外光谱仪红外光谱仪的原理图，光源，单色器，检测器。红外光谱定性分析试样的分离和精制，对试样有关的分析资料的了解和不饱和度的计算，试样红外谱图的解析，试样谱与标准谱图的对照。3内容选择：第一节红外基本原理第二节红外光谱仪及谱图的绘制第三节红外光谱与分子结构第四节红外谱图解析4第一节红外光谱分析基本原理一、概述二、红外光谱与有机化合物结构三、分子中基团的基本振动形式四、影响峰位变化的因素5光学

3、光谱区远紫外近紫外可见近红外中红外远红外（真空紫外）10nm~200nm200nm~380nm380nm~780nm780nm~2.5m2.5m~50m50m~300m6分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱一、概述7物质对光的吸收与发射物质分子内部3种运动形式及其对应能级1.电子相对于原子核的运动--电子能级;单重态：激发态与基态中的电子自旋方向相反.三重态：激发态与基态中的电子自旋方向相同.2.原子核在其平衡位置附近的相对振动--振动能级;3.分子本身绕其重心的转动--转动能级.8S2分子吸光与发光示意图Ee

4、振动能级v3v2v1转动r3r2r1S1S0紫外荧光磷光T2T1可见EvEr红外单重态三重态系间窜跃9红外光谱图：纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ（μm）和波数1/λ单位：cm-1可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。应用：有机化合物的结构解析。定性：基团的特征吸收频率；定量：特征峰的强度；二、红外光谱与有机化合物结构104．红外光谱产生条件：分子吸收红外辐射的频率恰等于分子振动频率整数倍分子在振、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11红外活性振动：分子振动产生偶极矩的变化，从而产生红外吸收的性质红外非活性振动

5、：分子振动不产生偶极矩的变化，不产生红外吸收的性质12示例水分子——非线性分子13示例CO2分子——线性分子14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，原因是：1振动过程中，伴随有偶极矩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有些峰落在中红外区之外5吸收峰太弱，检测不出来15吸收峰数少于振动自由度的原因：发生了简并——即振动频率相同的峰重叠红外非活性

6、振动16二氧化碳的IR光谱O=C=OO=C=OO=C=OO=C=O对称伸缩振动反对称伸缩振动面内弯曲振动面外弯曲振动不产生吸收峰2349667667因此O=C=O的IR光谱只有2349和667/cm二个吸收峰17红外吸收峰产生的条件必要条件：辐射光的频率与分子振动的频率相当。充分条件：振动过程中能够改变分子偶极矩！所以，分子对称性高者，其IR谱图简单；分子对称性低者，其IR谱图复杂；例2：CS2、CCl4等对称分子的IR谱图特别简单，可用作IR溶剂。例1：一般情况下，一张红外光谱图有5~30个吸收峰。18四、红

7、外光谱的表示方法T~σ曲线→前疏后密T~λ曲线→前密后疏19分子振动方程式分子的振动能级（量子化）：E振=（V+1/2）hV：化学键的振动频率；：振动量子数。(1)双原子分子的简谐振动及其频率化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧20(2)分子振动方程式任意两个相邻的能级间的能量差为：K化学键的力常数，与键能和键长有关，为双原子的折合质量=m1m2/（m1+m2）发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。21表某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）键类型:—CC—>—C=C—>—

8、C—C—力常数:15179.59.94.55.6峰位:4.5m6.0m7.0m化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。2223例题:由表中查知C=C键的k=9.5