红外分光光度法培训2课件

红红外分光光度法培训外分光光度法培训2015.08.14 红外分光光度法是在红外分光光度法是在4000400cm-1波数范围内测定物质的吸收光谱波数范围内测定物质的吸收光谱,用于化合物用于化合物的的鉴别、检查或含量测定鉴别、检查或含量测定的方法。除部分光的方法。除部分光学异构体及长链烷烃同系物外学异构体及长链烷烃同系物外,几乎没有两个几乎没有两个化合物具有相同的红外光谱化合物具有相同的红外光谱,据此可以对化合据此可以对化合物进行定性和结构分析物进行定性和结构分析;化合物对红外辐射的化合物对红外辐射的吸收程度与其浓度的关系符合朗伯吸收程度与其浓度的关系符合朗伯-比尔定律比尔定律,是红外分光光度法定量分析的依据。是红外分光光度法定量分析的依据。红外吸收光谱法分类红外吸收光谱法分类近红外区波长0.762.5m，波数131584000cm-1中红外区波长波长2.525m，波数，波数4000 400cm-1远红外区波长25 1000m，波数40010cm-1特征区和指纹区 特征区：40001300cm1 化学键和基团的特征振动频率区，吸收峰较稀疏，易辨认，每一个吸收峰都和一定的基团相对应，一般可用于鉴定官能团的存在。指纹区：1300400cm1 吸收峰的特征性强，可用于区别不同化合物结构上的微小差异。吸收峰强度和位置相似，相互干扰较大，再加上各种弯曲振动的能级差小，吸收峰密集、复杂多变、不容易辨认。区域吸收峰类型作用特征特征区4000-1300cm-1氢单键的伸缩振动峰确定化合物具有哪些基团；确定化合物的类别吸收峰比较稀疏，容易辨认各种叁键、双键的伸缩振动峰部分氢单键的面内弯曲振动峰指纹区1300-400cm-1各种单键的伸缩振动峰某些特征峰及大量相关峰作为确定基团的旁证；确定化合物的细微结构 吸收峰密集、多变且复杂，能够反映各化合物小差异，可与标准图谱或已知物谱图进行对比分析多数基团的面外弯曲振动峰两区域法的分区及其作用 傅里叶变换红外光谱仪组成傅里叶变换红外光谱仪组成（IR）光学台光学台（包括光源、干涉仪、样品室和检测器）（包括光源、干涉仪、样品室和检测器）记录装置记录装置数据处理系统数据处理系统 红外光谱仪就是记录以等间隔波数为横坐标、红外光谱仪就是记录以等间隔波数为横坐标、吸光度或透过度为纵坐标表示的谱图即为红外光吸光度或透过度为纵坐标表示的谱图即为红外光谱图谱图。傅里叶变换红外光谱傅里叶变换红外光谱仪仪原理图红外光谱仪的校正红外光谱仪的校正u 波数准确度波数准确度 用聚苯乙烯薄膜用聚苯乙烯薄膜(厚度约为厚度约为0.04mm)校正仪器校正仪器,在在4cm-1的分辨率下绘制其光谱图的分辨率下绘制其光谱图,用用3027cm-1，2851cm-1，1601cm-1，1028cm-1，907cm-1处的吸处的吸收峰对仪器的波数进行校正。红外光谱仪收峰对仪器的波数进行校正。红外光谱仪(傅里叶变傅里叶变换换)在在3000cm-1附近的波数误差应不大于附近的波数误差应不大于5cm-1，在在1000cm-1 附近的波数误差应不大于附近的波数误差应不大于1cm-1。红外光谱仪的校正红外光谱仪的校正u 分辨率分辨率 用聚苯乙烯薄膜校正时用聚苯乙烯薄膜校正时,仪器的分辨率要求在仪器的分辨率要求在31102850cm-1范围内应能清晰地分辨出范围内应能清晰地分辨出7个峰个峰,峰峰2851cm-1与谷与谷2870cm-1 之间的分辨深度不小于之间的分辨深度不小于18%透光率透光率,峰峰1583cm-1与谷与谷1589cm-1 之间的分辨深度之间的分辨深度不小于不小于12%透光率。仪器的标称分辨率透光率。仪器的标称分辨率,除另有规定除另有规定外外,应不低于应不低于2cm-1。聚苯乙烯薄膜标准红外光谱图供试品的制备方法供试品的制备方法 在药物分析中在药物分析中,通常测定的都是透射光谱通常测定的都是透射光谱,通常采用通常采用压片法、糊法、膜法、溶液法压片法、糊法、膜法、溶液法和气体和气体吸收法等。吸收法等。供试品的制备供试品的制备方法方法压片法压片法 取供试品约取供试品约11.5mg,置玛瑙研钵中置玛瑙研钵中,加入干燥的溴化钾或氯化加入干燥的溴化钾或氯化钾细粉约钾细粉约200 300mg(与供试品的比约为与供试品的比约为200：1)作为分散剂作为分散剂,充充分研磨混匀分研磨混匀,置于直径为置于直径为13mm 的压片模具中的压片模具中,使铺展均匀使铺展均匀,抽真空约抽真空约2min,加压至加压至(0.8106)kPa(约约8 10T/cm2),保持压力保持压力2min,撤去撤去压力并放气后取出制成的供试片压力并放气后取出制成的供试片,目视检测目视检测,片子应呈透明状片子应呈透明状,其中样其中样品分布应均匀品分布应均匀,并无明显的颗粒状样品。亦可采用其他直径的压模制并无明显的颗粒状样品。亦可采用其他直径的压模制片片,样品与分散剂的用量需相应调整样品与分散剂的用量需相应调整,以制得浓度合适的片子（制成以制得浓度合适的片子（制成图谱的最强吸收峰透光率应在图谱的最强吸收峰透光率应在10%以下以下）。）。供试品的制备供试品的制备方法方法糊糊法法 取供试品约取供试品约5mg,置玛瑙研钵中置玛瑙研钵中,粉碎研细后粉碎研细后,滴加少滴加少量液状石蜡或其他适宜的糊剂量液状石蜡或其他适宜的糊剂,研成均匀的糊状物研成均匀的糊状物,取适取适量糊状物夹于两个窗片或空白溴化钾片量糊状物夹于两个窗片或空白溴化钾片(每片约每片约150mg)之间之间,作为供试片作为供试片,另以溴化钾约另以溴化钾约300mg制成空白片作为制成空白片作为补偿。亦可用专用装置夹持糊状物。制备时应注意尽量补偿。亦可用专用装置夹持糊状物。制备时应注意尽量使糊状样品在窗片间分布均匀。使糊状样品在窗片间分布均匀。供试品的制备供试品的制备方法方法膜法膜法 参照上述糊法所述的方法参照上述糊法所述的方法,将能形成薄膜的液体样品将能形成薄膜的液体样品铺展于适宜的盐片中铺展于适宜的盐片中,使形成薄膜后测定。若为高分子聚使形成薄膜后测定。若为高分子聚合物合物,可先制成适宜厚度的高分子薄膜可先制成适宜厚度的高分子薄膜,直接置于样品光直接置于样品光路中测定。熔点较低的固体样品可采用熔融成膜的方法路中测定。熔点较低的固体样品可采用熔融成膜的方法制样。制样。供试品的制备供试品的制备方法方法溶液溶液法法 将供试品溶于适宜的溶剂中将供试品溶于适宜的溶剂中,制成制成1%10%浓度浓度的溶液的溶液,灌入适宜厚度的液体池中测定。常用溶剂有四氯灌入适宜厚度的液体池中测定。常用溶剂有四氯化碳、三氯甲烷、二硫化碳、己烷、环己烷及二氯乙烷化碳、三氯甲烷、二硫化碳、己烷、环己烷及二氯乙烷等。选用溶液应在被测定区域中透明或仅有中至弱的吸等。选用溶液应在被测定区域中透明或仅有中至弱的吸收收,且与样品间的相互作用应尽可能小。且与样品间的相互作用应尽可能小。供试品的供试品的制备方法说明制备方法说明 除另有规定外除另有规定外,用作鉴别时应按照药典委员会编订的用作鉴别时应按照药典委员会编订的药品红外光谱集药品红外光谱集第一卷第一卷(1995年版年版)、第二卷、第二卷(2000年版年版)、第三卷、第三卷(2005年版年版)和第四卷和第四卷(2010年版年版)收载的各光谱图收载的各光谱图所规定的制备方法制备。具体操作技术可参见所规定的制备方法制备。具体操作技术可参见药品红外药品红外光谱集光谱集的说明。当新卷收载旧卷相同谱号的光谱图时的说明。当新卷收载旧卷相同谱号的光谱图时,旧旧卷图谱作废。用作晶型、异构体限度检查或含量测定时卷图谱作废。用作晶型、异构体限度检查或含量测定时,试试样制备和具体测定方法均按药典各品种项下有关规定操作。样制备和具体测定方法均按药典各品种项下有关规定操作。供试供试品的测定品的测定原料药鉴别原料药鉴别 采用固体制样技术时采用固体制样技术时,最常碰到的问题是多晶现象最常碰到的问题是多晶现象,固体样品的晶型固体样品的晶型不同不同,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药品红外光谱集外光谱集所收载的标准光谱不一致时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排除各种可能影响光谱的外在或人为因素后在或人为因素后,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方法进行预处理,再绘制光谱再绘制光谱,比对。如未规定该品种供药用的晶型或预比对。如未规定该品种供药用的晶型或预处理方法处理方法,则可使用对照品则可使用对照品,并采用适当的溶剂对供试品与对照品在相同并采用适当的溶剂对供试品与对照品在相同的条件下同时进行重结晶的条件下同时进行重结晶,然后依法绘制光谱然后依法绘制光谱,比对。如已规定特定的药比对。如已规定特定的药用晶型用晶型,则应采用相应晶型的对照品依法比对。则应采用相应晶型的对照品依法比对。供试供试品的测定品的测定制剂鉴别制剂鉴别 品种鉴别项下应明确规定制剂的前处理方法品种鉴别项下应明确规定制剂的前处理方法,通常通常采用溶剂提取法。提取时应选择适宜的溶剂采用溶剂提取法。提取时应选择适宜的溶剂,以尽可能以尽可能减少辅料的干扰减少辅料的干扰,避免导致可能的晶型转变。提取的样避免导致可能的晶型转变。提取的样品再经适当干燥后依法进行红外光谱鉴别。品再经适当干燥后依法进行红外光谱鉴别。测量操作注意事项测量操作注意事项环境条件环境条件 红外红外实验室的室温应控制在（实验室的室温应控制在（1530），），相对湿度应小于相对湿度应小于65%，适当通风换气，以避免，适当通风换气，以避免积聚过量的二氧化碳和有机溶剂蒸汽。积聚过量的二氧化碳和有机溶剂蒸汽。供电供电电压和接地电阻应符合仪器说明书要电压和接地电阻应符合仪器说明书要求。求。测量操作注意事项测量操作注意事项背景补偿或空白校正背景补偿或空白校正 记记录供试品光谱时，应先进行空白背景扫录供试品光谱时，应先进行空白背景扫描，扫描供试品后描，扫描供试品后扣除背景吸收扣除背景吸收，即得供试品，即得供试品光谱。光谱。测量操作注意事项测量操作注意事项采用压片法时，以溴化钾最常用采用压片法时，以溴化钾最常用 若若供试品为盐酸盐，可比较供试品为盐酸盐，可比较氯化钾压片和溴化钾氯化钾压片和溴化钾压片法压片法的光谱，若二者没有区别，则使用溴化钾。所的光谱，若二者没有区别，则使用溴化钾。所使用的溴化钾或氯化钾在中红区应无明显的干扰吸收；使用的溴化钾或氯化钾在中红区应无明显的干扰吸收；应预先研细，过应预先研细，过200目筛，并在目筛，并在130干燥干燥2h后分装并后分装并在干燥器中保存备用，或每次使用之前用在干燥器中保存备用，或每次使用之前用红外烤箱红外烤箱再再次干燥次干燥30min。测量操作注意事项测量操作注意事项供试品研磨粒度供试品研磨粒度25um为宜为宜 供供试品过度研磨有时会导致晶格结构的破试品过度研磨有时会导致晶格结构的破坏或晶型的转化。粒度不够细则易引起光散射坏或晶型的转化。粒度不够细则易引起光散射能量损失，使整个光谱基线倾斜，甚至严重变能量损失，使整个光谱基线倾斜，甚至严重变形。该现象在形。该现象在40002000cm-1高频端最为明高频端最为明显。压片法及糊法中最易发生这种显。压片法及糊法中最易发生这种现象现象。测量操作注意事项测量操作注意事项片厚要求片厚要求 压片压片法制成的片厚在法制成的片厚在0.5mm左右时，常左右时，常可在光谱上观察到干涉条纹，对供试品光谱产可在光谱上观察到干涉条纹，对供试品光谱产生干扰。一般可将片厚调节至生干扰。一般可将片厚调节至0.5mm以下即可以下即可减弱或避免。减弱或避免。测量操作注意事项测量操作注意事项红外附件红外附件 压片压片模具及液体吸收池等红外附件，使用模具及液体吸收池等红外附件，使用完后应及时擦拭干净，必要时清洗，保存在干完后应及时擦拭干净，必要时清洗，保存在干燥器中，以免锈蚀。燥器中，以免锈蚀。测量操作注意事项测量操作注意事项波数的偏差波数的偏差 低于低于1000cm-1波数的偏差不超过波数的偏差不超过0.5%，其他波数的偏差不超过，其他波数的偏差不超过10cm-1。测量操作注意事项测量操作注意事项整体性整体性 红外光谱红外光谱与分子结构有密切的关系，谱与分子结构有密切的关系，谱带之间相互关联。图谱比较时，应从整体上比带之间相互关联。图谱比较时，应从整体上比较谱带最大吸收的位置、相对强度和形状与参较谱带最大吸收的位置、相对强度和形状与参考图谱的一致性。考图谱的一致性。结果判定结果判定 红外光谱红外光谱在药品分析中，主要用于定性鉴别和物相分析。定性鉴别时，在药品分析中，主要用于定性鉴别和物相分析。定性鉴别时，主要着眼于供试品光谱与对照光谱全谱谱形的比较，即首先是谱带的有与无，主要着眼于供试品光谱与对照光谱全谱谱形的比较，即首先是谱带的有与无，然后是各谱带的相强弱。若供试品的光谱图与对照光谱图一致，通常可判定然后是各谱带的相强弱。若供试品的光谱图与对照光谱图一致，通常可判定两化合物为同一物质（只有少数例外，如有些光学异构体或大分子同系物等）两化合物为同一物质（只有少数例外，如有些光学异构体或大分子同系物等）。若两光谱图不同，则可判定两化合物不同。但下此结论时，须考虑供试品。若两光谱图不同，则可判定两化合物不同。但下此结论时，须考虑供试品是否存在多晶现象，纯度如何，以及其他外界因素的干扰。采用固体样品制是否存在多晶现象，纯度如何，以及其他外界因素的干扰。采用固体样品制备法，如遇多晶现象造成的实测光谱与标准光谱有差异时，一般可按照备法，如遇多晶现象造成的实测光谱与标准光谱有差异时，一般可按照药药品红外光谱集品红外光谱集中所载重结晶处理法或与对照品平行处理后测定。但如对药中所载重结晶处理法或与对照品平行处理后测定。但如对药用晶型有规定时，则不能自行重结晶用晶型有规定时，则不能自行重结晶。其它其它影响常可通过修改制样技术而解决。由于各种型号的仪器性能不同，影响常可通过修改制样技术而解决。由于各种型号的仪器性能不同，试样制备时研磨程度的差异或吸水程度不同等原因，均会影响光谱的形状。试样制备时研磨程度的差异或吸水程度不同等原因，均会影响光谱的形状。因此，进行光谱比对时，应考虑各种因素可能造成的影响。因此，进行光谱比对时，应考虑各种因素可能造成的影响。常见的外界干扰因素常见的外界干扰因素l大气吸收大气吸收 二氧化碳二氧化碳 2350cm-1，667 cm-1。水气水气 39003300cm-1，18001500cm-1。溶剂溶剂蒸汽蒸汽。l干涉条纹干涉条纹 规律性规律性的正弦形曲线叠加在光谱图上。的正弦形曲线叠加在光谱图上。l仪器仪器分辨率的不同和不同研磨条件的影响。分辨率的不同和不同研磨条件的影响。启动工作站启动工作站样品制备样品制备图谱采集图谱采集图谱处理图谱处理打印报告打印报告关机关机选择文件下的打印预览打印。点击查看选择所需图谱文件，点击处理峰表调出所需峰面积调整图谱坐标到适当范围确定保存。测定完成后，关闭IR Solution软件、关闭干涉仪电源（注注:仪器电源不能关闭仪器电源不能关闭）。清洁样品架或ATR窗片，填写使用记录。将空白KBr测试片放在样品架上。按背景按钮开始测定空白。空白KBr测试完毕后，将制备好的样品测试片置于样品架上，输入样品信息及保存路径，按样品按钮开始测试样品，保存图谱。IR-21IR-21红外光谱仪简易操作流程红外光谱仪简易操作流程打开电脑，进入Windows 界面，开启干涉仪。启动IR Solution软件，初始化软件。以以KBr KBr 压片法为例压片法为例空白片：将约200mg干燥KBr粉末压制成片。样品片：将固体样品和适当量KBr混合研磨，压制成片。注：详见岛津IR Prestige-21红外光谱仪使用说明书