红外吸收光谱法.ppt

1、红外吸收光谱法 河南省食品药品检验所 2009年8月,概 述,利用物质的分子对红外辐射的吸收，得到与分子结构相应的红外光谱图，从而来鉴别分子结构的方法，称为红外吸收光谱法。 英文名： Infrared Absorption Spectrometry 简称：IR 红外吸收光谱是一种分子吸收光谱。,概 述,当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。 记录红外光的百分透射比与波数（cm-1）或波长（ m ）关系曲线，就得到红外光谱。 波长(m)与波数(cm-1)之间的关系为： 波数(cm-1) =104 / 波长(m),红外光区的划分,红外

2、光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为 0.75 1000m，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个区：近红外光区（0.75 2.5m ），中红外光区（2.5 25m ），远红外光区（25 1000m ）。 由于中红外光谱应用最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数据资料，是应用极为广泛的光谱区。 通常，中红外光谱法又简称为红外光谱法。 中红外区的波数范围是4000 400 cm-1 。,红外光谱区的划分,红外光谱区的划分,红外光谱法的特点,紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物，特别是具有共轭体系的有机化合物，而红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物。 因此

3、，除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外，几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收。 凡是具有结构不同的两个化合物，一定不会有相同的红外光谱。,红外光谱法的特点,由于红外光谱分析特征性强，气体、液体、固体样品都可测定，并具有用量少，分析速度快，不破坏样品的特点。 因此，红外光谱法不仅与其它许多分析方法一样，能进行定性和定量分析，而且该法是鉴定化合物和测定分子结构的最有效的方法之一。,中国药典2005年版附录红外分光光度法的规定, 仪器的校正 用聚苯乙烯薄膜校正仪器 药品红外光谱集 第一卷（1995年版） 第二卷（2000年版） 第三卷（2005年版） 如光谱有重复，以新版为准,中国

4、药典2005年版附录红外分光光度法的规定,(3) 红外鉴别：应与对照图谱一致。 由于样品的晶型问题，可能导致样品图谱与标准图谱不同，应采取下列方法进行处理： 按照标准图谱中该品种备注方法进行预处理后，再绘制图谱进行对比； 如无预处理方法，使用对照品和样品用同样溶剂和方法重结晶，再绘制图谱进行对比。,中国药典2005年版附录红外分光光度法的规定,(4)绘制的红外光谱图是以波数(cm-1)为横座标，以透光率（T%）为纵坐标。 (5)绘制的红外光谱图波数范围应在4000-400 cm-1 之间。 (6)绘制的红外光谱图基线一般要求控制在90%透光率以上，供试品取量一般要求控制在其最强吸收峰在10%透

5、光率以下。,固体样品的制备和测试 固体样品以各种不同的形态存在，有粉末样品，有粒状、块状样品，也有薄膜，板材样品。因此，应根据固体样品的形态和测试目的选用不同的制样方法和测试方法。 固体的常规透射光谱制样方法分为：压片法，糊法和膜法。另外还有溶液法。,压片法,压片法是一种传统的红外光谱制样方法，是一种简便易行的方法，现在仍然是红外光谱实验室常用的制样方法。 稀释剂有溴化钾和氯化钾。溴化钾和氯化钾都是卤化物，所以又称为卤化物压片法。 通常使用溴化钾作为样品的稀释剂。,压片法所用器件,压片法所用器件,压片法所用器件,压片法所用器件,压片法所用器件,压片法所用器件,压片法所用器件,压片法所用器件,溴

6、化钾压片法,取供试品约1mg,置玛瑙研钵中,加干燥的氯化钾或溴化钾细粉约200mg,充分研磨混匀，移置于压模中,使铺布均匀,压模与真空泵相连,抽气约2分钟,加压至0.8-1.0GPa( 约8-10t/cm2) 的压力，保持2-5分钟,除去真空,取出压成透明或半透明的供试品薄片。 用目视检查供试品薄片应均匀,无明显颗粒。,溴化钾压片法,为了确保一次压片测试成功，粉末样品最好使用天平称量。质量为1毫克的粉末样品，如果不用天平称量，很难估计准确。因为非结晶状粉末样品很轻，而结晶粒状样品却很重。溴化钾粉末用量最好也使用天平称量，大约200毫克即可。,溴化钾压片法,溴化钾粉末较容易吸附空气中的水汽，所以

7、溴化钾粉末在使用之前应先在120烘干3-5小时后，置于干燥器中备用。 分析纯的溴化钾就可以满足红外分析测试的要求，用前不需要再重结晶提纯，可以直接用作稀释剂。,用不锈钢小扁铲将研磨好的样品和溴化钾混合物转移到压片模具中时，要用小扁铲将混合物铺平。这一步骤非常重要，如果混合物没有铺平，压出来的锭片会出现局部透明。 混合物装好后，用手指的力量一面旋转压片模具的压杆，一方面稍加向下的压力使混合物更加平整。,压片时，压片模具应放在压片机上的正中间位置，使压片模具受力均匀，这样压出来的锭片透明均匀，且不会将压片模具的模槽边缘损坏。,溴化钾压片法存在的缺点,采用溴化钾压片法制样时，在研磨和压力的作用下，溴

8、化钾与样品中的极性基团可能会发生相互作用，使红外光谱谱带发生位移和变形。也就是我们常说的可能会发生离子交换现象。,溴化钾压片法存在的缺点,用KBr压片法，绘制出的红外光谱图在3400和1640cm-1左右会出现水的吸收峰。这是由于溴化钾在研磨时，吸附空气中的水蒸气造成的。 所以，绘制红外光谱图时，一般要求室内温度应在15-30，湿度要小于65%。,200mg左右纯KBr研磨压片得到的光谱,红外光谱图中出现水的吸收峰可能有三个原因：,（1） 样品吸附空气中的水，称为吸附水； （2）溴化钾和样品一起研磨时，溴化钾吸附空气中的水； （3）样品本身含有结晶水。,消除水吸收峰的方法 样品和溴化钾研磨时，

9、应在红外灯下操作。 压片加压前最好先抽真空。 压好的片应尽快测试光谱。 这样做只能部分而不能彻底地消除光谱中水的吸收峰。 背景扣除法：用KBr粉末研磨压片作为背景也就是说用空白校正片法来消除光谱中水的吸收峰。,氯化钾压片法 溴化钾作为稀释剂对绝大多数化合物是适用的，但是对于分子式中含有 HCl的化合物，溴化钾作为稀释剂就不适用了。 因为KBr和样品分子中的HCl会发生阴离子交换，使测得的谱带发生很大的变化。对于分子式中含有HCl的化合物应该采用氯化钾压片法。,红外光谱图测定,药典规定，压片时，若样品（包括盐酸盐）与溴化钾之间不发生离子交换反应，则采用溴化钾作为制片基质。否则，盐酸盐样品制片时必

10、须使用氯化钾作为制片基质。 测定时，只须将供试片置于仪器的样品光路中，并扣除用同法制成的空白溴化钾或氯化钾片的背景，录制红外光谱图即可。,溴化钾空白片红外光谱图,红外光谱图 1,红外光谱图 2,红外光谱图 3,红外光谱图 4,红外光谱图 5,红外光谱图 6,糊 法 糊法是在玛瑙研钵中将待测样品和糊剂一起研磨，将样品微细颗粒均匀地分散在糊剂中测定光谱。 最常用的糊剂有石蜡油（液体石蜡）和氟油（全氟代烃）。,糊法制样方法 将约5毫克样品，置于玛瑙研钵中，滴加半滴石蜡油研磨。石蜡油加得越少越好。 研磨好后，取适量涂在两片溴化钾片（每片重约150mg）之间，作为供试片。,氟油研磨法 氟油（Fluoro

11、lube）研磨法的优点和石蜡油研磨法基本相同，制样方法也一样。 所不同的是，氟油研磨法得到的光谱只能观测1300cm-1以上的光谱区间，在1300cm-1以下会出现非常强的CF吸收峰。 所谓氟油，就是全氟代石蜡油，石蜡油中的 H 全部被 F 所取代。,石蜡油和氟油,糊法制备红外样品采用石蜡油和氟油可以得到互补。 氟油在1300cm-1以上没有吸收谱带，而石蜡油在1300cm-1以下没有吸收谱带（除了在720cm-1出现一个弱的吸收峰以外）。 石蜡油研磨法和氟油研磨法相比，石蜡油研磨法在中红外应用的更多些。,膜 法,主要用于高分子化合物的测定。可将它们直接加热熔融后涂制或压制成膜。 也可将试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜测定。 沸点较高的试样，可直接滴在两片盐片之间，形成液膜测定。,检验记录单内容,检品名称：盐酸左氧氟沙星 批 号：050301 检品编号：200600300 检验项目：鉴别 1 检验依据：中国药典2005年版二部附录C 仪器编号： 检验日期： 室温： 相对湿度： ,检验记录单内容,标准规定：本品的红外光吸收图谱应与对照的图谱（光谱集60）一致。 供试品制备：取供试品细粉约1mg与干燥的KBr细粉约200mg混合，充分研磨均匀，压片。依法测定。 结果：本品的红外光吸收图谱 对照的图