【教学课件】第六章光谱分析法.ppt

第三模块 光谱检测技术,第六章光谱分析法,第二节 红外分光光度法,理解红外分光光度法的基本原理；掌握红外分光光度计的基本类型与结构；掌握红外制样方法；掌握红外分光光度法的基本应用。,学习目标,知识目标,能使用红外分光光度计进行药物分析。,技能目标,复习提问,2.紫外可见分光光度计的组成？,1.什么是朗伯比尔定律？,3.常用的检测器有哪几种？,新课大纲,红外分光光度法：利用物质对红外光区电磁辐射的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。,概述及基本原理,概 述,红外线：波长在0.76500m(1000m)范围内的电磁波。,近红外区：0.762.5m OH和NH倍频吸收区中红外区：2.525m 振动、伴随转动光谱远红外区：25500m 纯转动光谱,绝大多数有机化合物的化学键振动频率出现在中红外区，近年来随着仪器技术的进步，近红外分析技术得到了广泛的应用和发展，主要应用于药物中各组分的含量测定及制药过程中的质量监控等方面。红外吸收光谱是分子的振动-转动光谱，由于分子的振动能级跃迁伴随着转动能级的跃迁，从而使振动吸收光谱变宽，所以红外光谱的吸收峰是有一定宽度的吸收带。吸收带的波长位置可以用来鉴定未知物质的分子结构，吸收带的强度可以用来对分子的组成或化学基团的含量进行定量分析。,红外光谱的作用,定量分析,推测分子结构（简单化合物）,确定官能团例：CO，CC，CC,可以确定化合物的类别（芳香类）,（1）色散型红外分光光度计,也称双光束红外分光光度计，其工作原理为从光源发出的连续红外光被分成两束，分别通过样品池和参比池，利用斩光器（扇形镜）使样品光束和参比光束交替进入单色器，然后被检测器检测，信号经放大处理并记录光谱图。仪器主要由光源、吸收池、单色器和检测器及记录装置五部分组成,色散型红外分光光度计,干涉型红外分光光度计,红外分光光度计分类,红外分光光度计,干涉型红外分光光度计即傅里叶变换红外分光光度计（FTIR），其工作原理为从光源发出的红外光，经分束器形成两束光，分别经动镜、定镜反射后到达检测器并产生干涉现象。动镜在左右方向来回移动，两个相干光产生光程差。随着光程差的不同，干涉光强可增加或减弱，当连续改变动镜的位置，可以在检测器上得到一个光干涉强度对光程差和红外光频率的函数图，将样品放入光路中，样品吸收了其中某些频率的红外光，就会使干涉图的强度发生变化，而这种变化了的干涉图包含了红外光谱的信息，再经过计算机进行复杂的转换，就可以得到吸光度或透光率随频率（或波数）变化的普通红外光谱图。仪器主要由光源、干涉仪、检测器、计算机及记录仪五部分组成。其核心部分干涉仪，包括光束分裂器、固定镜、动镜、样品槽、检测器和放大器。,（2）干涉型红外分光光度计,基本原理,用具有红外连续光谱的光源照射样品，记样品的吸收曲线而进行定性、定量分析的方法称为红外分光光度法（IR），也称为红外吸收光谱法。以波长或波数为横坐标，以透光率或吸光度为纵坐标所得到的样品的红外吸收曲线即其红外吸收光谱。,双光束红外分光光度计构造,仪器主要部件及制样方法,图8-2 FTIR工作原理示意图,图8-2 FTIR工作原理示意图,FTIR工作原理示意图,制样方法,固体样品,压片法是固体样品最常用的方法，以溴化钾压片法最常见。取13mg固体样品放在玛瑙研钵中，加入200倍的溴化钾研磨，置于模具中压成透明的圆片用于测定。若待测样品为盐酸盐，则使用氯化钾代替。膜法将固体样品溶解于挥发性溶剂中，并将溶液均匀涂在盐片表面，待溶剂完全挥发后，再检测。,糊法取待测样品约5mg，在玛瑙研钵中研磨细，滴加1滴适宜糊剂（如液体石蜡、六氯丁二烯等），研磨成糊状，取适量糊状物夹于盐片之间，备用。需要注意的是，液体石蜡在2960cm-1、2850cm-1、1460cm-1、1380cm-1、720cm-1等处有吸收峰，因此，在待测样品中可能含有CH2和CH3时，一般要使用六氯丁二烯。,液体样品,夹片法用于沸点较高的液体样品。首先压制2片空白KBr片（每片重约150mg），将液态样品滴加于一片上，再盖上另一片，放入片框中夹紧，待测。另压制一片空白KBr片重约300mg，作空白补偿。液体池法用于低沸点样品。将液体样品装入具有岩盐窗片的封闭液体池中，然后检测。涂膜法将样品置于一晶面上，在红外灯下加热至样品易流动时，合上另一晶面加压展平，适用于粘度适中或偏大的液态样品；也可以将样品溶于低沸点溶剂中，然后滴于温热晶征上挥发成膜进行检测，用于粘度较大的液体样品。,三、应用示例,定性分析,（1）已知化合物的鉴别,对已知物进行鉴别时，通常将供试品的红外光谱图与对照品的红外光谱图进行对照，或者与文献上的标准红外光谱图进行对照，如果两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同，峰的相对强度一样，就可以认为供试品与该对照品是同一化合物；否则，说明两者不是同一化合物或者供试品中含有杂质。除另有规定外，应按照中国兽药典委员会编订的兽药红外光谱集所收载各光谱所规定的制备方法制备。在定性鉴别时，应注意供试品的物理状态、测定条件以及所使用仪器的类型均应与对照品相同。,示例1氯唑西林钠的红外鉴别,示例2氨苄西林钠的红外鉴别,（2）未知化合物的结构测定,制备供试样品，测定其红外光谱图，解析图谱并确定其结构。红外光谱解析的一般程序请参见教材。除了很简单的化合物外，若要确定未知物的结构，只有红外光谱数据是不够的，通常要配合紫外光谱、核磁共振谱及质谱等数据进行综合分析。,药品的纯度检查,由于杂质的存在，常使纯物质的吸收峰增加，或者在光谱中出现某种干扰吸收，出现异峰、肩峰或者某些吸收峰互相遮盖混淆，不能分清等现象。通常，可以取试样的红外光谱图与其对照品的红外光谱图进行比较，两张谱图越近似，则说明样品纯度越高，反之，两张谱图差异越大，说明样品的纯度越差。示例8-3甲苯咪唑中的A晶型检查,含量测定,物质对红外光的吸收符合Lambert-Beer定律，红外光谱定量时吸光度的测定常用基线法（图8-6）。图中I为透过光强度，I0为入射光强度，I与I0之比就是透光率T，则吸光度A=lg（I0/I）lg（1/T）。含量测定常用方法：（1）标准曲线法（2）内标法,（1）标准曲线法,通过测量一系列已知浓度的标准样品的吸光度，绘制标准样品的吸光度，绘制标准曲线，再测量样品的吸光度，从标准曲线上找出其对应的浓度。此方法适合于测定溶液样品，测定时，标准溶液与样品溶液使用同一液体池，以保持光程长度及样品池窗片对辐射的反射与吸收一致，从而获得相对精确的结果。,由于b样=b标，a样、a标为常数，则吸光度比R为：,（2）内标法 测量时，选择一个合适的内标，其吸收峰与用于样品测定的吸收峰不重叠；称取一定量的内标物混入样品中进行测定，根据Lambert-Beer定律（其中A为吸收度、a为吸收系数、b为吸收池厚度、c为溶液浓度）：,A样=a样b样c样A标=a标b标c标,以纯的待测物质与内标物按照一定的比例混合进行测定，可计算得到K值，进而求得c样值。也可以用纯的待测物质与内标物质按不同比例混合，就可以得到一系列不同的c样/c标R工作曲线，从而得到c样值。,本课小结,课后习题,1.红外分光光度计的分类及基本部件。,2.红外分光光度法在药品检验中的主要应用。,3.举例说明红外分光光度计的操作方法及注意事项。,课后习题,Thank you!,