有机化合物红外谱光测定.ppt

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1、实验 一 有机化合物红外吸收光谱测定及结构分析,药物分析教研室 徐新军E-mail:,一、目的与要求,1 掌握红外光谱分析时样品的压片法样品 制备技术。2了解如何根据红外光谱图识别官能团，了解供试品的红外光谱图。,二、数据记录与处理1指出苯甲酸、苯甲酸钠红外谱图中的各官能团的特征吸收峰，并作出标记。2将未知化合物官能团区的峰位列表，并根据其他数据指出可能结构。三、问题与讨论1测定苯甲酸的红外光谱还可以用哪些制样方法？2影响样品红外光谱图质量的因素是什么？,焦点访谈齐二药假药事件调查 央视国际 2006年05月27日 20:19 来源：CCTV.com,据广东省卫生厅对外公布的消息，齐齐哈尔第二

2、制药厂生产的假药亮菌甲素，已经造成13人死亡，目前该企业已经被有关部门勒令停产整顿，那么这些假药是怎么从一个曾经被认定正规合格的企业里出笼的呢？这就是他们厂里的红外光谱仪，但是先进的仪器只是应付检查的一个摆设，红外光谱检测是靠与标准图谱比对得出结论，根本没有标准图谱这项关键的检测就是形同虚设，那么有图谱，是不是就能够检出来了呢？在对亮菌甲素的检验中，只在原辅料的化验室检验丙二醇，也就是说，假原料进厂后惟一的发现机会就是第一次原辅料的化验，而专家介绍在所做的全部项目检验中，只有一项红外光谱是用来确认丙二醇的。齐二药生产和质量管理混乱，检验环节失控，检验人员违反有关规定，将“二甘醇”判为“丙二醇”

3、投料生产；“二甘醇”在病人体内氧化成草酸，导致肾功能急性衰竭，,假药是怎么从一个曾经是正规合格的大企业里出笼的？,采访中，生产厂家代表认为，他们在各个操作环节上不存在漏洞，从中间品、成品直到入库检验都是合格的。原料进厂后，就要进入第二关化验关。专家介绍，在检验中，只有红外光谱是用来确认丙二醇的。采访中，当班化验员表示，她们虽然有红外图谱仪，但却没有红外图谱集，没法进行比对；就算是她们有了图谱，她们也不会比对，因为她们“没有这个能力和水平看懂”。采访中，化验人员表示，她们的学历只有初中水平，来到齐二药工作时也只是进行了一次初中水平的化学考试，并没有受过专业培训。记者调查还发现，当地药监部门对齐二

4、药的监管工作也形同虚设。处罚：,无言的结局,中山三院认为，药品管理法有关医疗机构的规定只有“药剂管理”的内容，中山三院已经按要求，“验明药品合格证明和其他标识”。因此，医院并没有过错，不需要承担责任，故申请追加齐二药和两家药品公司为被告。原告的代理律师则认为，“在饭馆吃饭，饭菜有问题吃坏了肚子，当然要找饭馆去索赔。”他还称，患者相对于医疗机构和企业来说，是弱势群体，他们没有太多的精力和财力去找其他单位索赔。,二甘醇是个啥玩意？,二甘醇又称乙二醇醚，分子式为C4H10O3（HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH），二甘醇是一种重要的化工原料，可以制取酸、酯、胺等，其主要产品有吗啉及其衍生

5、物1，4-二恶烷,等被广泛应用于石油化工、橡胶、塑料、制药等行业，用途十分广泛。二甘醇属于低毒类化学物质，进入人体后由于代谢排出迅速，无明显蓄积性，迄今未发现有致癌、致畸和诱变作用的证据，但大剂量摄入会损害肾脏。在牙膏生产中，二甘醇是一种增溶剂，能够使牙膏中的成分遇水后迅速溶化，提高牙膏品质。,30年代后期,美国曾有100余例因口服含本品的磺胺配剂致死的报告。估计人一次口服致死量为1ml/kg。大多数病例在服上述药物后约24小时发生胃肠道症状,如恶心、呕吐、腹痛、腹泻,致死者随之出现头痛、肾区叩痛、一时性多尿,然后少尿、嗜睡、面部轻度浮肿。部分患者有轻度黄疸。尿中有蛋白、管型,偶见白细胞。血非

6、蛋白氮升至142.6mmol/L(200mg%)。有的病例肌酐升至8.6mmol/L(12mg%)。尸检发现主要损害在肾和肝脏。,历史的教训,“齐二药”事件告诉人们：药品质量控制不能只关注其活性成分，药用辅料及溶剂的质量控制不好，也会导致严重的后果。因此，加强对药用辅料及溶剂质量标准的研究是非常有现实意义，也非常急迫的任务。2010年新版药典加强了对药用辅料及溶剂的质量控制，从而更好地保障人民群众的用药安全。,丙二醇,本品为1,2-丙二醇，含C3H8O2不得少于99.5(g/g)【性状】本品为无色澄明的粘稠液体，无臭，味稍甜，有引湿性。本品与水、乙醇和氯仿能任意混溶。相对密度本品的相对密度(中

7、国药典1995年版二部附录)在25时应为1.0351.037。【鉴别】1、GC 2、本品的红外光吸收图谱应与对照品的图谱一致（光谱图集706)。【检查】酸度氯化物硫酸盐氧化性物质0.2ml。水分取本品适量，照水分测定法(中国药典1995年版二部附录 第一法)测定,含水分不得过0.2。炽灼残渣重金属含重金属不得过百万分之五。【含量测定】照气相色谱法(中国药典1995年版二部附录(1)法)测定。色谱条件与系统适用性试验用25m0.53mm，膜厚为5.00m的CP-Sil-8CB大口径毛细管柱,进样口温度为250，柱子起始温度为160，保持8分钟，然后以每分钟20,具有无色、无臭、透明、吸湿性的粘稠

8、液体，有着辛辣的甜味，无腐蚀性，低毒。沸点245，熔点-6.5，凝固点-10.45，折射率1.4472，相对密度1.1184，可作溶剂、纺织助剂、橡胶与树酯的增塑剂。,二甘醇,二甘醇,二甘醇红外光谱图,光谱图的录制,1红外光谱仪 采用分辨率不低于2cm-1的傅立叶红外光谱仪，所用仪器型号不限。仪器应按中国药品检验标准操作规范中红外分光光度法项下方法检定。波数准确度的允差范围为：3000 cm-1附近允许误差为5 cm-1，1000 cm-1附近允许误差为1 cm-1。红外的检测灵敏度不是太高，一般限度水平在2%以内的杂质物质，其红外图谱中应不出峰，限度在5%以上的杂质能够出峰。,2供试品的要求

9、,所用样品均应符合药品质量标准的规定，其纯度须优于一般原料药。首先要进行样品纯度考察：(1)考察被测化合物是否适合做红外鉴别；如大分子化合物，包括：高聚烃、多糖、糊精、多肽、矿物质以及分子结构差别一个CH2的同系物等；(2)混合物一般不适合做红外，但多组分物质(如抗生素)的组分相对稳定，或混合物的成分相对稳定时，也可以进行红外鉴别。选用特征谱带，以纯化合物的特征谱带为选择依据，比如3个化合物的多组分，每个化合物选23个特征谱带。(1)试样应该是单一组分的纯物质，纯度应98%，便于与纯化合物的标准进行对照。多组分试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶、区域熔融或色谱法进行分离提纯。(2)试样

10、中不应含有游离水。水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱，而且还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。（4）注意晶形对红外光谱的影响尽可能收集不同来源的样品，以考察不同药厂生产的同一药品是否存在多晶现象。在晶型问题上图谱收集的原则：稳定晶型或市场上流通的主流晶型。,3试样的制备,首先，样品必须干燥，可在五氧化二磷真空干燥器中放置。试样的制备方法主要有压片法、糊法、膜法、溶液法、衰减全反射法和气体法。具有多晶现象的固体药品，如未规定药用晶型，可采用适当的溶剂进行转晶，能得到稳定晶型的品种，可收载标准图谱，在备注项下注明具体

11、处理方法，并附英文译文；对于难以得到稳定晶型的品种，则可使用对照品，采用适当的溶剂对供试品与对照品在相同条件下同时进行重结晶后，再依法测定比对。若经重结晶处理后，仍不能得到相同的晶型，则可采用溶液法测定光谱后比对。如已规定药用晶型的，则应采用相应药用晶型的标准光谱或对照品依法比对。,1)压片法,此法是红外光谱中最常用的样品制备方法。取供试品约1mg，置玛瑙研钵中，加入干燥的溴化钾或氯化钾细粉约200mg，充分研磨均匀，置于直径为13mm的压模中，使铺布均匀，抽真空约2min后，加压至0.81GPa，保持25min，除去真空，取出制成的供试片，用目视检查应均匀透明，应无明显颗粒状样品。在按正常研

12、磨条件压制KBr药片的同时，压制一未经研磨(样品颗粒较大时可轻微研磨)或过度研磨的药片，以比较考察研磨是否会引起晶型变化，若研磨时可引起转晶，则该药品不能采用压片法，此时可尝试石蜡糊法，并确定后者是否适用。,当供试品为盐酸盐时，除非采用KBr压片时会发生离子交换反应，否则一律采用溴化钾作为基质压片。用溴化钾或氯化钾制成空白片，录制光谱图，基线应大于75透光率；除在3440cm-1及1630 cm-1附近因残留或附着水而呈现一定的吸收峰外，其他区域不应出现大于基线3透光率的吸收谱带。所用KBr应具有足够的纯度，在4000400cm-1范围内空白片应没有明显的异常吸收。,对溴化钾或氯化钾的质量要求

13、：因国产的产品大都会有无机离子SO42-等，建议采用进口的KBr或KCl。使用前，KBr应研磨并经200目过筛，120干燥4小时，放磨口瓶中并置干燥器内保存备用。由于KBr极易吸水，当发现磨口瓶中的KBr粉末已结成团块时，应重新干燥后再用。对KCl的要求同KBr。,样品的研磨宜适中，研磨不够易造成光谱基线倾斜，而研磨过度则会导致转晶或晶格严重破坏，所以研磨的时间和力度应适当控制。为避免或减弱研磨对供试品晶格的破坏，以样品和KBr混匀后研磨为好。通常，压制的药片若透明均匀而且用它录制的光谱基线平直，即表明研磨适中。若高波数基线的透光率明显低于低波数基线的透光率，说明样品颗粒太大，研磨不够。,压制

14、的KBr药片应透明均匀，如透明度差势必抬高基线。通常，基线宜控制在90%T上下。KBr药片压制过程中，抽气也是必要的，抽气的主要作用在于可避免形成大量微气泡残留于药品之中，从而明显提高药片的透明度。如样品或KBr含水量较高，压片时抽气不够，研磨不够等因素均可降低药片的透明度。,2)糊法,KBr压片(包括研磨和压制过程)过程中有转晶现象发生时可以采用此法。取供试品约5mg，置玛瑙研钵中，滴加少量液状石蜡或其他适宜的液体，制成均匀的糊状物。取适量糊状物夹于两个溴化钾片(每片重约150mg)之间，作为供试片；以溴化钾约300mg制成空白片作为背景补偿。亦可用其他适宜的盐片夹持糊状物。建议：石蜡糊法不

15、需扣除石蜡糊空白，溶剂的强吸收带处对样品的判断没有影响。石蜡峰主要在出现在3000 cm-1附近、1460 cm-1、1380 cm-1和700 cm-1附近,3）膜法,此法适用于纯液体样品、高聚物或不好延展的粘稠样品。较难挥发的液体样品，可直接铺展于适宜的盐片中，形成薄膜后测定。对于高分子聚合物，可先制成适宜厚度的高分子薄膜，置于样品光路中测定。,4）溶液法,此法主要用于由于多晶问题而无法采用固体制样的供试品，常用溶剂有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。将供试品溶于适宜的溶剂内，制成110浓度的溶液，置0.10.5mm厚度的液体池中录制光谱图，并以相同厚度装有同一溶剂的液体池作为背景补偿。样品和

16、溶剂务必要进行干燥。溶剂的处理：氯仿中含有稳定剂乙醇，可以用分液漏斗用水洗涤后干燥；四氯化碳和二氯化碳可直接干燥。干燥方法：溶剂中放置五氧化二磷干燥24小时后，再重蒸溶剂。,24,红外光谱的应用,红外光谱的最大特点是具有特征性，谱图上的每个吸收峰代表了分子中某个基团的特定振动形式。据此进行化合物的定性分析和定量分析。广泛应用于石油化工、生物医药、环境监测等方面。,（1）已知物的鉴定 在得到试样的红外谱图后，与纯物质的谱图进行比较，如果谱图中峰位、峰形和峰的相对强度都一致，即可认为是同一物质。,1.定性分析,（2）未知物的鉴定 是红外光谱法定性分析的一个重要用途，涉及到图谱的解析。,首先应了解样

17、品的来源、用途、制备方法、分离方法、理化性质、元素组成及其它光谱分析数据如UV、NMR、MS等有助于对样品结构信息的归属和辨认。,红外光谱的应用,.定量分析,定量依据是Lambert-Beer定律，定量时吸光度的测定常用基线法。如图所示,图中I与I0之比就是透射比。,基线的画法,制剂的红外鉴别,(1)适用于无专属性鉴别方法的单方制剂，复方制剂暂不考虑。(2)品种正文中应详细规定样品的前处理方法。(3)如处理后辅料无干扰也不发生转晶的制剂，可直接与标准光谱比对；(4)若辅料有干扰但不转晶的制剂，可参照原料药的标准光谱在指纹区内选择35个辅料无干扰的待测成分的特征谱带(cm-1)作为鉴别依据(一定

18、要由实验核对其可行性)。(5)若处理时发生转晶但无辅料干扰的制剂，则可参照原料药的转晶方法与对照品同法处理后再测定光谱进行比对。(6)若处理后既发生转晶又有辅料干扰的制剂，则一般不宜采用红外鉴别。,制图要求,光谱图的横坐标为波数(cm-1)，纵坐标为透光率(T%)。光谱图用分辨率为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510透光率以下。傅里叶红外仪通常为单光束仪器，故应特别注意室内空气中水汽和二氧化碳吸收对光谱的干扰。二氧化碳的吸收在2350cm-1和667cm-1，水汽的吸收则分布在3000cm-1二侧及18001500cm-1的宽范围内(

19、此为水汽吸收带的转动结构，不同于吸附水在3400cm-1及1640cm-1附近的宽吸收带)，如干扰明显，应随时作背景扣除。制图环境及注意事项按中国药品检验标准操作规范要求。,报送材料要求,药品的中文名、英文名、结构式、分子式、试样的制备方法、样品来源、最后一步精制工艺、纯度、原始红外图谱、文献图谱(包括新药申报资料和进口药复核资料中的IR图)；,下面是几个不成功的制样图与一张合适的图比较,合适的样图,样品制备技术,不合适的样图,样品制备技术,较合适的样图,样品制备技术,极不合适的样图,样品制备技术,苯甲酸红外谱图：,苯甲酸钠 Sodium benzoate,二、紫外吸收光谱法测定苯甲酸,1 通

20、过实验了解苯甲酸的紫外吸收特征，并利用这些特征对其进行定性鉴定。2 通过测定有机化合物紫外吸收光谱，掌握鉴别化合物中发色团及其化合物类型的方法。3 掌握有机化合物结构与紫外吸收光谱之间内在联系的规律。,苯甲酸具有环状共轭结构，在波长228nm 和272nm 处有 E吸收带和B 吸收带（芳香族化合物的特征吸收）；,紫外鉴别依据,利用紫外吸收光谱鉴定有机物，其主要依据是化合物的吸收光谱特征，如吸收曲线的形状，吸收峰数目以及各吸收峰波长及摩尔吸收系数等。一般来说同一化合物浓度不同时，光吸收曲线形状相同，最大吸收波长不变，只是相应的吸光度大小不同。,紫外可见分光光度计操作规范,开机 关好样品室门，打开

21、仪器电源开头，预热10分钟。将左边紫外灯开关打开，并将后背的扳手打到“UV”处。测量 A 调节波长旋钮，使波长显示窗显示所需波长值。B 将挡光板、装有空白液和样品的比色皿放入样品室中（注意：不要硬塞以免刮伤比色皿，比色皿不能放在仪器面板上），关闭样品室门。C 拉动拉手将挡光板置于光路中，按0%键，等待显示T：0.0%；A：3.000(理论值为)D 拉动拉手将空白液置于光路中，按100%键，等待显示T：100.0%；A：0.000E 拉动拉手将待测溶液置于光路中，则显示器上显示样品的吸光度值。关机 测量完毕，先检查样品室内是否有溶液洒落，若有应将溶液用滤纸擦干后再关好样品室门，关闭仪器电源开关，

22、拔下插头。特别强调实验完毕，比色皿应用自来水与蒸馏水冲洗干净，以免染色。,实验内容,1 配制溶液 取10 mg苯甲酸，用乙醇溶解，移入100 mL容量瓶中，用乙醇定容（实验室已配好）。吸取该溶液0.50 mL，用乙醇稀释至25 mL，此溶液浓度为210-3 mgmL-1。2 测定和纪录 用1cm 比色皿，以乙醇为参比，在波长200-400 nm的范围，分别测定苯甲酸溶液的紫外吸收光谱。,数据处理,1 利用谱图进行定性分析 从紫外光谱仪上读出各波长的吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，就得紫外吸收光谱图。由光谱图可定出max，并将未知物谱图与已知化合物的谱图对照。,紫外分光光度法,本法主

23、要用于药物的鉴别特殊杂质的限量检查溶出度的测定含量测定,注意事项,所用的UV应经过严格检定，吸收池临用时配对或做空白校正。除另有规定，应以配制供试品溶液的同批溶剂为空白对照，采用1cm吸收池，在规定的吸收峰2nm以内测试几个点的吸光度，以核对吸收峰的位置是否正确，吸收峰波长应在该品种规定的2nm以内，否则考虑样品真伪。一般供试品溶液的吸光度的读数以在0.30.7之间为宜。（注意：拿住比色皿的毛玻璃面，四面透光的石英比色皿应拿斜对角；比色皿内的溶液面高度约为比色皿高度的2/3不应低于25毫米且每次量相当；比色皿的透光部分表面不能有指印、溶液痕迹；用镜头纸擦比色皿时，应按一个方向从上往下擦。）,UV计算含量,谢谢！2013-12-9,