紫外可见吸收光谱法

第十二章紫外-可见吸取光谱法【知识目的】1．掌握：紫外-可见吸取光谱的产生及其特性，影响紫外-可见吸取光谱的因素。2．熟悉：紫外-可见吸取光谱与分子构造的关系，电子跃迁类型和吸取带；定性分析办法，混合组分定量办法。3．理解：电磁辐射和电磁波谱；光谱分析法的分类。【能力目的】1．识记：电磁辐射和电磁波谱，光谱分析法的分类；溶剂极性对紫外-可见吸取光谱的影响；仪器的类型；定性分析和纯度检查办法。2．理解：紫外-可见吸取光谱的产生，电子跃迁类型和吸取带；仪器测量误差。案例分析12-1紫外-可见吸取光谱法测定青霉素钠中杂质限量案例分析12-1紫外-可见吸取光谱法测定青霉素钠中杂质限量青霉素钠又称青霉素，是临床治疗中惯用的抗生素类药品。青霉素钠在生产过程中可能引入过敏性杂质，如果不进行检查控制，在治疗使用时，若未对患者做过敏实验，就有可能造成患者过敏性休克，甚至造成心衰死亡。因此，在生产青霉素钠过程中，必须对其中杂质做限量和纯度检查。《中国药典》（二部）规定，用紫外-可见吸取光谱法测定青霉素钠中杂质限量。该办法含有精确、敏捷、操作简朴方便等优点。问题：1．什么是紫外-可见吸取光谱法？有何特点？2．紫外-可见吸取光谱法在药品分析及食品检查中有哪些应用？研究物质在紫外-可见光区（200nm～760nm）分子吸取光谱的分析办法，称为紫外-可见吸取光谱法（ultraviolet-visibleabsorptionspectroscopy，UV-vis）。它广泛用于无机和有机物质的定性和定量分析，在药品、食品中应用也较多。第一节光谱分析法概述一、电磁辐射和电磁波谱表12-1电磁波谱范畴表光谱名称波长范畴跃迁类型光谱类型γ射线10–4～10–3nm核能级跃迁γ射线光谱、莫斯鲍尔光谱X射线10–3～10nm内层电子能级跃迁X射线光谱远紫外区10～200nm外层电子能级跃迁真空紫外光谱近紫外区200～400nm价电子或成键电子跃迁紫外可见吸取光谱、发射和荧光光谱可见光区400～760nm近红外区0.76～2.5μm分子振动能级跃迁红外光谱、拉曼散射光谱中红外区2.5～50μm远红外区50～1000μm分子转动能级及低能级振动跃迁微波区0.1～100cm电子自旋及核自旋跃迁微波谱、电子自旋共振波谱射频区1～1000m电子自旋及核自旋跃迁核磁共振光谱电磁辐射又称电磁波，是以巨大速度通过空间、不需要以任何物质作为传输媒介的一种能量。电磁辐射含有波粒二象性，即波动性和粒子性。将电磁辐射按波长的长短次序排列起来，称为电磁波谱。表12-1列出了各电磁波谱区的名称、波长范畴、对应的能级跃迁类型及对应的光谱类型。二、光谱分析法的分类光学分析法分为非光谱法与光谱法。非光谱法是指不以光波长为特性讯号，仅运用物质与电磁辐射的互相作用，测量电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等性质变化的分析办法。重要分析办法涉及折射法、旋光法、比浊法、X射线衍射法等。光谱法是基于电磁辐射能量与物质作用时，测定由物质内部发生量子化的能级之间跃迁而产生吸取、发射或散射的波长和强度，进行定性、定量和构造分析的办法。光谱法可分为吸取光谱法、发射光谱法等。由气态原子或离子的外层电子在不同能级间跃迁而产生的光谱，称为原子光谱（atomicspectrum）。由分子外层电子跃迁或分子内部振动转动能级跃迁而产生的光谱，称为分子光谱（molecularspectrum）。（一）吸取光谱法运用物质的特性吸取光谱进行分析的办法，称为吸取光谱法（absorptionspectroscopy）。根据吸取光谱所在光谱区不同，吸取光谱法可分为X射线吸取光谱法、原子吸取光谱法、紫外可见吸取光谱法、红外吸取光谱法和核磁共振波谱法等。本章重要讨论紫外-可见吸取光谱法。（二）发射光谱法通过测量物质的特性发射光谱进行分析的办法，称为发射光谱法（emissionspectroscopy）。根据发射光谱所在光谱区和激发方式不同，发射光谱法可分为γ射线光谱法、X射线荧光光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法、分子荧光光谱法和分子磷光光谱法等。第二节紫外-可见吸取光谱与分子构造的关系紫外-可见吸取光谱法是基于分子外层价电子跃迁产生的吸取光谱进行分析的办法。它属于分子吸取光谱。分子在紫外-可见区的吸取与其电子构造有关。一、紫外-可见吸取光谱的产生和电子跃迁（一）紫外-可见吸取光谱的产生分子含有电子能级、振动能级和转动能级，这些能级都是量子化。在每一电子能级上有许多间距较小的振动能级，在每一振动能级上又有许多更小的转动能级。若用ΔE电子、ΔE振、ΔE转分别表达电子能级、振动能级、转动能级差，有ΔE电子ΔE振ΔE转，如图12-1所示。图中S代表电子能级，代表振动能级，r代表转动能级，下标0、1、2、···代表对应能级的基态、第一激发态、第二激发态、···。分子吸取外来电磁辐射后，它的能量变化ΔE为其振动能量变化ΔE振、转动能量变化ΔE转以及电子能量变化ΔE电子的总和，即（12-1）当用波长为λ（或频率）的电磁照射分子，该分子的较高能级与较低能级之差ΔE正好等于该电磁波能量h时，即有（12-2）则该波长（或频率）的光被该物质选择性地吸取，价电子从基态跃迁到激发态。此时，在微观上体现为分子由较低能级跃迁到较高能级。在宏观上则为体现物质吸取光。图12-1双原子分子能级示意图若用持续的电磁辐射按波长大小次序分别照射分子，统计物质分子对电磁辐射的吸取。物质分子对辐射吸取程度随波长变化的关系，称为分子吸取曲线，又称分子吸取光谱。分子中电子能级间能差约为1～20eV（对应的波长为1.25μm～60nm）。因此，由电子能级跃迁产生的吸取光谱，称为称为紫外-可见吸取光谱，又称为电子光谱（electronicspectrum）。在电子能级跃迁过程中，还会随着有振动能级和转动能级的跃迁，因而产生的一系列谱线连成的谱带。因此，紫外-可见吸取光谱事实上是电子-振动-转动光谱。（二）电子跃迁类型紫外-可见吸取光谱是分子中价电子能级的跃迁产生的，因此，这种吸取光谱决定于分子中价电子分布和结合状况。在有机化合物中有三种不同性质的价电子：形成单键的σ电子、形成双键的π电子和未参加成键的孤对电子n电子（或p电子）。根据分子轨道理论，这三种电子的能级次序为：σ<π<n<π*<σ*σ、π表达成键分子轨道，σ*、π*表达反键分子轨道，n表达非键分子轨道。当外层价电子吸取紫外光或可见光后，就从基态向激发态（反键轨道）跃迁。分子中的价电子跃迁方式与键的性质有关，即与化合物的构造有关。电子跃迁（electrontransition）重要类型有：σ→σ*、n→σ*、π→π*、n→π*。如图12-2所示。多个电子跃迁所需能量ΔΕ大小次序为：σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*图12-2电子能级及电子跃迁示意图1．σ→σ*跃迁由单键构成的化合物，如饱和碳氢化合物，由于只有σ电子，只能发生σ→σ*跃迁。σ→σ*跃迁所需能量在全部跃迁类型中最大，所吸取的辐射波长最短，其吸取发生在远紫外区，波长不大于200nm。有机饱和烃中C—C键属于这类跃迁，例如，甲烷的最大吸取波长λmax在125nm，乙烷的最大吸取波长λmax为135nm。由于仅能产生σ→σ*跃迁的物质在200nm以上波长没有吸取，故它们在紫外-可见吸取光谱法中惯用作溶剂。2．n→σ*跃迁含有未共用电子对的杂原子（N、S、O、P和卤素原子等）的饱和有机化合物，都含有n电子，因此都可发生这种跃迁。实现这类跃迁所需要的能量较高，但比σ→σ*跃迁所需能量小，n→σ*跃迁比σ→σ*跃迁所引发的吸取峰波长长，为150～250nm，大部分在远紫外区和近紫外区。例如，CH3OH的吸取峰为183nm，CH3NH2的吸取峰为213nm。由n→σ*跃迁产生的吸取峰多为弱吸取峰，它们的摩尔吸光系数（εmax）普通在100～300范畴内，因而在紫外区有时不易观察到。3．π→π*跃迁（K带）含有π电子基团的不饱和烃、共轭烯烃和芳香烃类等有机物可发生这类跃迁。π→π*跃迁所需能量比σ→σ*跃迁小，与n→σ*跃迁差不多，吸取峰普通处在近紫外光区，在200nm附近，其特性是摩尔吸光系数大，普通εmax为104以上，属强吸取带。如乙烯（蒸气）的最大吸取波长λmax为162nm。若有共轭体系，π→π*跃迁所需能量减少，波长向长波方向移动，相称于200nm～700nm的紫外可见光区。4．n→π*跃迁（R带）含有杂原子双键（如C=O，—N=O，C=S，—N=N—等）的不饱和有机化合物可发生这种跃迁。实现这种跃迁所需能量最小，因此其最大吸取波长普通出现在近紫外光区（200nm～400nm）。由n→π*跃迁产生的吸取带（R带）的特点是εmax小，普通为10～100。摩尔吸光系数的差别明显，是区别π→π*跃迁和n→π*跃迁的办法之一。例如，乙醛分子中羰基n→π*跃迁所产生的吸取带为290nm，εmax只有17。5．电荷迁移跃迁所谓电荷迁移跃迁(chargetransfertransition)是指用电磁辐射照射化合物时，电子从予以体向接受体对应的轨道上跃迁。因此，电荷迁移跃迁实质是内氧化-还原过程。所得到的吸取光谱称为电荷迁移吸取光谱。电荷迁移产生的吸取带指的是许多无机物（如碱金属卤化物）和某些由两类有机化合物混合而得的分子配合物。例如，某些取代芳烃可产生这种分子内电荷迁移跃迁吸取带。其特点是这种跃迁谱带较宽，吸取强度较大，εmax可不不大于104。6．配位场跃迁配位场跃迁涉及dd跃迁和ff跃迁。元素周期表中第四、五周期的过渡金属元素分别含有3d和4d轨道，镧系和锕系元素分别含有4f和5f轨道。在配体存在下，过渡元素的五个能量相等的d轨道和镧系元素七个能量相等的f轨道分别，分裂成几组能量不等的d轨道和f轨道。当它们的离子吸取光后，低能态的d电子或f电子能够分别跃迁至高能态的d或f轨道，这两类跃迁分别称为dd跃迁和ff跃迁。由于这两类跃迁必须在配体的配位场作用下才可能发生，因此又称为配位场跃迁（ligandfieldtransition）。这种dd跃迁所需能量较小，只需能量较小的可见光就可实现这一跃迁，它们的吸取峰多在可见光区，强度较弱（εmax=0.1～100）。ff跃迁带在紫外-可见光区。图12-3比较形象地表达出这几个常见吸取光谱在光谱区中的位置和大致强度。横坐标是波长，纵坐标是吸光强度（用摩尔吸光系数lgεmax表达）。由图可知，π→π*跃迁引发的吸取谱带的吸光强度最大，电荷转移吸取光谱的次之，而配位场吸取谱带最小。图12-3产生紫外可见吸取光谱的几个电子跃迁示意图在紫外和可见光谱区范畴内，有机化合物的吸取带重要由σ→σ*、π→π*、n→σ*、n→π*及电荷迁移跃迁产生。无机化合物的吸取带重要由电荷迁移和配位场跃迁（即dd跃迁和ff跃迁）产生，电子跃迁的类型与分子构造及其存在的基团有亲密联系。因此，能够根据分子构造来推测可能产生的电子跃迁。例如，饱和烃只有σ→σ*跃迁，烯烃有σ→σ*跃迁、也有π→π*跃迁，脂肪族醚则有σ→σ*跃迁和n→σ*跃迁。（三）惯用术语1．生色团（发色团）生色团（chromophore）是指有机化合物分子中含有能产生p®p*、n→p*跃迁的，并且能在紫外-可见光范畴内产生吸取的基团。例如，羰基、硝基、苯环等。2．助色团助色团（auxochrome）是指带有非键电子对的基团（如—OH、—OR、—NHR、—SH、—Cl、—Br等），它们本身不吸取紫外可见光。但是当它们与生色团相连时，会使生色团的吸取峰向长波方向移动，并且增加其吸光度。对应的跃迁类型是n→σ*跃迁。3．红移与蓝移（紫移）由取代基或溶剂效应引发的使吸取峰向长波方向移动，称为红移（redshift），又称长移。使吸取向短波长方向移动，称为蓝移（blueshift），又称紫移（或短移）。吸取强度即摩尔吸光系数ε增大或减小的现象，分别称为增色效应（hyperchromicity）或减色效应（hypochromiceffect），如图12-4所示。图12-4红移、蓝移、增色、减色效应示意图（四）吸取带吸取带是指吸取峰在紫外-可见光谱中的波带位置。根据电子及分子轨道的种类可将紫外光谱的吸取带分为四种类型，在解析光谱时，能够从这些吸取带的类型推测有机化合物的分子构造。1．R吸取带由化合物n→π*跃迁而产生的吸取带。它是含杂原子的不饱和基团，如、—N=O、—NO2、—N=N—等发色团产生的吸取带。其特点是能量最小，处在长波方向，吸取峰位于200～400nm之间，为弱吸取强度，普通摩尔吸光系数ε不大于100。2．K吸取带由共轭双键中的π→π*跃迁产生的吸取带，是共轭分子的特性吸取带。可据此判断化合物中共轭构造，是紫外光谱中应用最多的吸取带。其特点是跃迁所需的能量较R带大，普通λmax位于210～250nm，为强吸取（ε>104）。随着共轭体系的增加，K带吸取向长波方向移动（红移）。3．B吸取带（苯吸取带）由苯环本身振动及闭合环状共轭双键π→π*跃迁而产生的吸取带，是芳香族（涉及杂环芳香族）的重要特性吸取带。其特点是为弱吸取带（230～270nm)，含有精细构造，摩尔吸光系数ε约为200。惯用来识别芳香族化合物，如图12-5所示。但溶剂的极性、酸碱性等对精细构造的影响较大。在极性溶剂中测定，或苯环上有取代基时，精细构造消失。图12-5苯在乙醇中的紫外吸取光谱4．E吸取带由苯环构造中环状共轭体系的π→π*跃迁产生的，分为E1（185nm）和E2（204nm）吸取带。能够分别当作乙烯和共轭烯烃的吸取带。也是芳香构造化合物的特性谱带。吸取强度E1为ε＞104，E2约为ε＞103，均属强带吸取。E带重要用于研究取代苯的构造。当苯环上有助色团（如—C1、—OH等）取代时，E2出现红移，但普通在210nm左右；当有生色团取代并与苯环共轭时，则E带常与K带合并，有B和K两种吸取带。取代苯中，E2带和B带研究最为广泛，而E1带在远紫外区，较少研究。二、影响紫外-可见吸取光谱的因素（一）溶剂效应由溶剂的极性强弱引发紫外-可见吸取光谱的吸取峰波长发生移动，吸取强度和吸取曲线形状发生变化的现象，称为溶剂效应。1．溶剂极性对紫外吸取光谱的影响（1）溶剂极性对最大吸取峰波长的影响变化溶剂的极性会引发吸取带的最大吸取波长λmax发生变化，表12-2列出了亚异丙酮在不同极性溶剂中吸取波长的变化状况。当溶剂极性增大时，由π→π*跃迁产生的吸取带发生红移，而由n→π*跃迁产生的吸取带则发生蓝移。因此，在测定紫外吸取光谱曲线时，应注明在何种溶剂中测定。表12-2溶剂对亚异丙酮吸取带的影响吸取带正己烷乙腈氯仿甲醇水波长位移π→π*λmax（nm）230234238237243红移n→π*λmax（nm）329314315309305蓝移溶剂极性变化使吸取带位移的因素，普通认为是极性溶剂对n、π、π*轨道的溶剂化作用不同所引发的。图12-6（a）是π→π*跃迁和n→π*跃迁的能级受溶剂极性影响所发生变化的示意图。分子吸取光能后，成键轨道上的电子会跃迁至反键轨道形成激发态。普通状况下分子的激发态极性不不大于基态。溶剂极性越大，分子与溶剂的静电作用越强，使激发态稳定，能量减少。即π*轨道能量减少不不大于p轨道能量减少，因此波长红移。而产生n→π*跃迁的n电子由于与极性溶剂形成氢键，基态n轨道能量减少大，n→π*跃迁能量增大，吸取带蓝移。极性溶剂极性越大，位移幅度也越大。因此，能够运用溶剂效应来鉴别这两种跃迁引发的吸取谱带。（a）溶剂极性对π→π*和n→π*跃迁能量的影响（b）苯酚的B吸取带（1.在庚烷溶液中2.在乙醇溶液中）图12-6溶剂效应（2）溶剂极性对吸取光谱精细构造的影响当溶剂从非极性变为极性时，常会造成化合物精细构造完全消失，吸取峰减少，并使吸取曲线趋于平滑，成为一条宽而低的吸取带。图12-6（b）阐明溶剂极性对苯环精细构造的影响。2．溶剂的选择化合物吸取光谱的特性与所用的溶剂有亲密关系，在进行紫外光谱分析时,必须对的选用溶剂。选择溶剂的原则：（1）溶剂应能较好地溶解被测试样，溶剂对溶质应当是惰性的。即所配成溶液应含有良好的化学和光化学稳定性。（2）在溶解度允许状况下，应尽量选择极性较小的溶剂。（3）溶剂在试样的吸取光谱区应无明显吸取。表12-3列出紫外吸取光谱中惯用溶剂，同时给出了多个溶剂使用的最短波长极限。所选溶剂必须在不不大于最低波长极限的范畴内使用。表12-3紫外吸取光谱分析惯用溶剂溶剂可使用的最短波长极限（nm）溶剂可使用的最短波长极限（nm）水200乙酸250正庚烷200甲酸255环己烷200乙酸乙酯255甲醇210四氯化碳265乙醇210苯280乙醚215石油醚297氯仿245吡啶305二氯乙烷245丙酮330需要注意的是光谱分析用溶剂应当是高纯度的，最少是分析纯，必要时应预先检查溶剂中与否含有杂质，以免得出错误结论。（二）pH的影响无论是在紫外或可见光区，溶液pH变化常引发被测物质的化学变化，从而影响其吸取光谱。例如，苯胺在中性条件λmax为230nm，次吸取峰为280nm，ε分别为8600和1400，但苯胺在酸性介质中会形成苯胺阳离子，其吸取峰分别为203nm和254nm，与苯的λmax几乎相似。这是由于苯胺阳离子不带有孤对电子对，即不存在n→π*共轭，造成吸取峰蓝移，吸光度减小。运用苯胺成盐前后的变化可拟定分子中与否有N取代苯胺存在。由此可见，在测定不同pH下易发生变化的化合物时，一定要控制溶液pH值。（三）温度的影响在室温范畴内，温度对吸取光谱的影响不大。但在低温时，由于分子的热运动减慢，分子的碰撞频率减少，邻近分子间的能量交换减少，产生红移，吸取峰变得比较锋利，吸取强度有所增大。但有些显色反映在室温下进行缓慢，需要加热才干完毕，这时分子的热运动加紧，邻近分子的碰撞频率增加，谱带变宽，使谱带精细构造消失。因此，应根据反映性质选择适宜温度条件。第三节紫外-可见分光光度计紫外-可见分光光度计的类型诸多，就其基本原理、仪器构造与第十章分光光度计相似，由辐射光源、单色器、吸取池、检测器、信号解决及显示系统五部分构成。图12-7是双光束紫外-可见分光光度计的构造示意图。一、重要部件的性能与作用1．辐射光源辐射光源的作用是提供激发能，使待测分子产生吸取。对光源的规定：在较宽的波长范畴内，能够提供足够强的持续光谱；有良好的稳定性、较长的使用寿命；辐射能量随波长无明显变化。惯用的光源有热辐射光源和气体放电光源。热辐射光源用于可见光区，如钨灯和卤钨灯，使用的波长范畴在320～2500nm。气体放电光源用于紫外光区，如氢灯和氘灯，可在160～375nm范畴内产生持续光源。图12-7双光束紫外-可见分光光度计的构造示意图2．单色器单色器的作用是使光源发出的光变成所需波长的单色光。普通由入射狭缝、准直镜、色散元件、聚焦透镜和出射狭缝构成，如图12-8所示。入射狭缝用于限制杂散光进入单色器，准直镜将入射光束变为平行光束后进入色散元件。色散元件将复合光分解成单色光，然后通过聚焦透镜将平行光聚焦于出射狭缝。出射狭缝用于限制谱带宽度。惯用的色散元件是光栅（raster）和棱镜（prism）。单色器的性能直接影响入射光的单色性，从而也影响到测量的敏捷度、选择性及校准曲线的线性关系等。（a）光栅单色器（b）棱镜单色器图12-8光栅和棱镜单色器构成图3．吸取池又称比色皿，是用来盛放被测试样的。按制作材料可分为石英吸取池和玻璃吸取池。前者合用于紫外可见光区，后者只合用于可见光区。吸取池厚度在0.1～10cm之间，惯用的吸取池厚度为1cm，根据被测试样的浓度和吸取状况来选择适宜的吸取池。使用吸取池时，应先用溶剂洗涤吸取池，然后再用被测试样溶液冲洗3次。拿取吸取池时，应拿吸取池毛玻璃的两面，不要触摸透光面。吸取池外沾有液体时，应小心地用擦镜纸或脱脂棉擦净，确保其透光面上没有斑痕。避免测定含强酸或强碱的溶液。4．检测器又称光电转换器（photolectrictransducer），它的功效是检测透过吸取池的光信号，并将光信号转变成可测量的电信号。惯用的有光电池、光电管或光电倍增管，后者较前者更敏捷，它含有响应速度快、放大倍数高、频率响应范畴广的优点，特别合用于检测较弱的辐射。近年来还使用光导摄像管或光电二极管阵列作检测器，含有快速扫描功效。5．信号解决及显示系统它的作用是放大电信号，并以适宜方式显示或统计下来。由于透过试样后的光很弱，因此射到光电管产生的光电流很小，因此需要放大才干测量出来，放大后的信号可直接输入统计式电位计。惯用的信号解决及显示系统有检流计、数字显示仪、微型计算机等。二、紫外-可见分光光度计类型紫外-可见分光光度计，可分为单光束分光光度计、双光束分光光度计和双波长分光光度计。1．单光束分光光度计经单色器分光后的一束平行单色光，轮流通过参比溶液和试样溶液，以进行吸光度的测定。这种简易型分光光度计构造简朴，操作方便，易于维修，合用于测定特定波长的吸取，进行定量分析。其原理如图12-9（a）。图12-9三种类型分光光度计原理图2．双光束紫外可见分光光度计双光束仪器中，从光源发出的光经单色器分光后，再经旋转折光器分成两束，交替通过参比池和试样池，测得的是透过试样溶液和参比溶液的光信号强度之比。双光束仪器克服了单光束仪器由于光源不稳引发的误差，并且能够对全波段进行扫描。其原理如图12-9（b）。3．双波长紫外可见分光光度计该仪器既可用作双波长分光光度计，又可用作双光束仪器。其原理如图12-9（c）。由同一光源发出的光被分成两束，分别通过两个单色器，得到两个不同波长的单色光λ1和λ2，由斩光器并束，使其在同一光路交替通过同一吸取池，由光电倍增管检测信号，得到的信号是两波优点吸光度之差ΔA。双波长仪器的重要特点：（1）不需参比液，克服了电源不稳而产生的误差，敏捷度高、选择性高。（2）对混浊试样进行测定时，可消除背景吸取。（3）适宜选择波长，简化混合组分同时测定过程。（4）可测定导数光谱（derivativespectrum）。三、分光光度计的校正为确保测量的精密度和精确度，紫外-可见分光光度计要定时进行波长校正和吸光度校正。普通用镨铷玻璃或钬玻璃校正分光光度计的波长标尺，前者用于可见光区，后者对紫外和可见光区都合用。用K2CrO4原则溶液来校正吸光度标度。第四节应用和典型工作任务紫外-可见吸取光谱法不仅可用于有机化合物的定性分析和构造分析,并且能够进行定量分析及测定某些化合物的物理化学常数等，在药学领域中重要用于有机化合物的分析和药品杂质限量检测等。一、定性分析（一）定性鉴别在有机化合物的定性鉴别及构造分析方面，由于有机化合物紫外吸取光谱，反映的是构造中生色团和助色团的特性，不完全反映整个分子特性，使该法的应用有一定的局限性。但是紫外-可见吸取光谱对于鉴别有机化合物中生色团和助色团的种类、位置及其数目，区别饱和与不饱和有机化合物，特别是鉴定共轭体系，推断未知物骨架构造等有其独特的优点。化合物紫外-可见吸取光谱的形状、吸取峰数目、强度、位置等，是定性分析的重要根据，而最大吸取波长λmax及对应的εmax是定性分析的最重要参数。进行定性分析的重要环节：1．将试样尽量提纯，以除去干扰杂质。2．选择适宜的溶剂，将试样制成适宜浓度的溶液，使吸光度在0.2～0.8范畴内。3．采用比较法（1）与原则物质或纯物质吸取光谱比较在相似测量条件下，分别测定试样与原则品的吸取光谱图，并进行比较，对该化合物作初步定性鉴定。（2）与原则谱图或光谱数据比较λmax和εmax是定性鉴别的重要光谱数据，或与原则谱图及文献核对。可将预定构造计算值与实测值进行比较。4．应用其它化学、红外、质谱和核磁等分析办法进行对照和验证，最后作出该化合物定性鉴定的对的结论。根据有机化合物的紫外-可见吸取光谱，能够推测化合物所含的官能团。（1）若化合物在210～250nm范畴有强吸取带（ε≥10–4L·mol–1·cm–1），这是K吸取带的特性，则该化合物可能是含有共轭双键的化合物。（2）如在260～300nm有吸取峰，ε较大，则表明该化合物可能有3～5个共轭双键。（3）若化合物在250～300nm有弱吸取（ε=10～100），且增加溶剂极性会蓝移，阐明可能有羰基存在。在250～300nm有中强度吸取（ε=1000～10000），伴有振动精细构造，表达有苯环的特性等。（4）如果一种化合物在200～800nm范畴内没有吸取谱带，表明该化合物不存在双键或环状共轭体系，可能是一种只含单键的饱和化合物，如直链烷烃或环烷烃以及脂肪族饱和胺、醇、醚和烷基氟或烷基氯等。对于有机化合物的定性分析，普通将未知试样的紫外吸取光谱图同原则试样的光谱图进行比较，当浓度和溶剂等条件相似时，若两者图谱相似（涉及曲线形状、吸取峰数目、λmax及εmax等），则阐明两者是同一化合物。若无原则物，可与该化合物的原则光谱图进行比较。常见光谱图“Thesadtlerstandardspectraultraviolet”共收集46000种化合物。（二）纯度检查1．杂质检查若某一化合物在紫外-可见光区没有明显吸取峰，而其杂质有较强的吸取峰，可通过试样紫外可见吸取光谱图，检出该化合物中与否含有杂质。例如，甲醇中含有杂质苯，可根据苯在λmax=256nm处有B吸取带，而甲醇在此波优点无吸取来拟定。如果某化合物在紫外-可见光区有较强吸取，还可用摩尔吸光系数ε来检查其纯度。例如，菲的氯仿溶液在296nm处有强吸取，菲ε值为12600，lgε=4.10。若用某种办法精制的菲，用紫外-可见分光光度计测得lgε值比原则菲低10%，这阐明精制品的菲含量只有90%，其它很可能是蒽等杂质。2．杂质限量检查药品中的杂质常需制订一种允许其存在的程度。普通有下列几个方式表达：（1）运用杂质与药品在紫外-可见光区的吸取差别，选用适宜波长进行测定。在药品无吸取而杂质有最大吸取波优点测定吸取度，规定测得的吸取度不得超出某一限值。（2）运用不同波优点吸取度的比值来控制杂质含量。如药品和杂质的光谱有重叠，运用它们在不同波优点吸取度比值（Aλ1/Aλ2）差别来检查杂质。（3）药品在紫外-可见光区有明显吸取，而杂质吸取很弱，能够根据吸取度大小限制杂质含量。如规定供试品吸取度的上下限幅度，可在一定程度上控制产品纯度。例12-1《中国药典》（二部）对青霉素钠的杂质限量规定以下：【检查】吸光度取本品，加水制成每1mL中约含1.80mg的溶液，照紫外-可见吸取光谱法（附录ⅣA）测定，在280nm与325nm波优点，其吸光度均不得不不大于0.10；在264nm最大吸取波优点测定，其吸光度应为0.80～0.88。在264nm处规定吸取度值是控制青霉素钠的含量；在280nm与325nm处规定吸取度值是控制降解产物杂质限量。二、混合组分定量分析根据吸光度含有加和性特点，运用紫外-可见吸取光谱法在同一试样中能够同时测定两个或两个以上组分。当溶液中有两种或多个组分共存时，可根据各组分吸取光谱互相重叠的程度，采用不同测定办法。这里只讨论两组分的定量分析。（一）紫外-可见吸取光谱法测定双组分混合物假设要测定试样中两个组分A、B，如果分别绘制A、B两纯物质的吸取光谱，有三种状况，如图12-10所示。图12-10双组分吸取光谱1．（a）状况表明两组分互不干扰，可用测定单组分的办法，在λ1、λ2处分别测定A、B两组分的浓度。2．（b）状况表明A组分对B组分的测定有干扰，而B组分对A组分的测定无干扰，则能够在λ1处单独测定A组分，求得A组分的浓度cA。然后在λ2处测定混合物的吸