有機(jī)化合物紅外光譜測定的課件

1、實(shí)驗(yàn) 一 有機(jī)化合物紅外吸收光譜測定及結(jié)構(gòu)分析一、目的與要求1 掌握紅外光譜分析時樣品的壓片法樣品 制備技術(shù)。2了解如何根據(jù)紅外光譜圖識別官能團(tuán)，了解供試品的紅外光譜圖。 二、數(shù)據(jù)記錄與處理1指出苯甲酸、苯甲酸鈉紅外譜圖中的各官能團(tuán)的特征吸收峰，并作出標(biāo)記。2將未知化合物官能團(tuán)區(qū)的峰位列表，并根據(jù)其他數(shù)據(jù)指出可能結(jié)構(gòu)。 三、問題與討論1測定苯甲酸的紅外光譜還可以用哪些制樣方法？2影響樣品紅外光譜圖質(zhì)量的因素是什么？焦點(diǎn)訪談齊二藥假藥事件調(diào)查 央視國際 2006年05月27日 20:19 來源：CCTV.com 據(jù)廣東省衛(wèi)生廳對外公布的消息，齊齊哈爾第二制藥廠生產(chǎn)的假藥亮菌甲素，已經(jīng)造成13人死

2、亡，目前該企業(yè)已經(jīng)被有關(guān)部門勒令停產(chǎn)整頓，那么這些假藥是怎么從一個曾經(jīng)被認(rèn)定正規(guī)合格的企業(yè)里出籠的呢？ 這就是他們廠里的紅外光譜儀，但是先進(jìn)的儀器只是應(yīng)付檢查的一個擺設(shè)，紅外光譜檢測是靠與標(biāo)準(zhǔn)圖譜比對得出結(jié)論，根本沒有標(biāo)準(zhǔn)圖譜這項(xiàng)關(guān)鍵的檢測就是形同虛設(shè)，那么有圖譜，是不是就能夠檢出來了呢？ 在對亮菌甲素的檢驗(yàn)中，只在原輔料的化驗(yàn)室檢驗(yàn)丙二醇，也就是說，假原料進(jìn)廠后惟一的發(fā)現(xiàn)機(jī)會就是第一次原輔料的化驗(yàn)，而專家介紹在所做的全部項(xiàng)目檢驗(yàn)中，只有一項(xiàng)紅外光譜是用來確認(rèn)丙二醇的。齊二藥生產(chǎn)和質(zhì)量管理混亂，檢驗(yàn)環(huán)節(jié)失控，檢驗(yàn)人員違反有關(guān)規(guī)定，將“二甘醇”判為“丙二醇”投料生產(chǎn)；“二甘醇”在病人體內(nèi)氧化成草

3、酸，導(dǎo)致腎功能急性衰竭， 假藥是怎么從一個曾經(jīng)是正規(guī)合格的大企業(yè)里出籠的？ 采訪中，生產(chǎn)廠家代表認(rèn)為，他們在各個操作環(huán)節(jié)上不存在漏洞，從中間品、成品直到入庫檢驗(yàn)都是合格的 。原料進(jìn)廠后，就要進(jìn)入第二關(guān)化驗(yàn)關(guān)。專家介紹，在檢驗(yàn)中，只有紅外光譜是用來確認(rèn)丙二醇的。采訪中，當(dāng)班化驗(yàn)員表示，她們雖然有紅外圖譜儀，但卻沒有紅外圖譜集，沒法進(jìn)行比對；就算是她們有了圖譜，她們也不會比對，因?yàn)樗齻儭皼]有這個能力和水平看懂”。 采訪中，化驗(yàn)人員表示，她們的學(xué)歷只有初中水平，來到齊二藥工作時也只是進(jìn)行了一次初中水平的化學(xué)考試，并沒有受過專業(yè)培訓(xùn)。記者調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)厮幈O(jiān)部門對齊二藥的監(jiān)管工作也形同虛設(shè)。處罰： 無

4、言的結(jié)局中山三院認(rèn)為，藥品管理法有關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的規(guī)定只有“藥劑管理”的內(nèi)容，中山三院已經(jīng)按要求，“驗(yàn)明藥品合格證明和其他標(biāo)識”。因此，醫(yī)院并沒有過錯，不需要承擔(dān)責(zé)任，故申請追加齊二藥和兩家藥品公司為被告。原告的代理律師則認(rèn)為，“在飯館吃飯，飯菜有問題吃壞了肚子，當(dāng)然要找飯館去索賠?！彼€稱，患者相對于醫(yī)療機(jī)構(gòu)和企業(yè)來說，是弱勢群體，他們沒有太多的精力和財(cái)力去找其他單位索賠。二甘醇是個啥玩意？二甘醇又稱乙二醇醚，分子式為C4H10O3（HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH），二甘醇是一種重要的化工原料，可以制取酸、酯、胺等，其主要產(chǎn)品有嗎啉及其衍生物1，4-二惡烷,等被廣泛應(yīng)用于石油化工

5、、橡膠、塑料、制藥等行業(yè)，用途十分廣泛。二甘醇屬于低毒類化學(xué)物質(zhì)，進(jìn)入人體后由于代謝排出迅速，無明顯蓄積性，迄今未發(fā)現(xiàn)有致癌、致畸和誘變作用的證據(jù)，但大劑量攝入會損害腎臟。在牙膏生產(chǎn)中，二甘醇是一種增溶劑，能夠使牙膏中的成分遇水后迅速溶化，提高牙膏品質(zhì)。 30年代后期,美國曾有100余例因口服含本品的磺胺配劑致死的報(bào)告。估計(jì)人一次口服致死量為1ml/kg。大多數(shù)病例在服上述藥物后約24小時發(fā)生胃腸道癥狀,如惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉,致死者隨之出現(xiàn)頭痛、腎區(qū)叩痛、一時性多尿,然后少尿、嗜睡、面部輕度浮腫。部分患者有輕度黃疸。尿中有蛋白、管型,偶見白細(xì)胞。血非蛋白氮升至142.6mmol/L(200

6、mg%)。有的病例肌酐升至8.6mmol/L(12mg%)。尸檢發(fā)現(xiàn)主要損害在腎和肝臟。 歷史的教訓(xùn) “齊二藥” 事件告訴人們：藥品質(zhì)量控制不能只關(guān)注其活性成分，藥用輔料及溶劑的質(zhì)量控制不好，也會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因此，加強(qiáng)對藥用輔料及溶劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究是非常有現(xiàn)實(shí)意義，也非常急迫的任務(wù)。2010年新版藥典加強(qiáng)了對藥用輔料及溶劑的質(zhì)量控制，從而更好地保障人民群眾的用藥安全。丙二醇本品為1,2-丙二醇，含C3H8O2不得少于99.5(g/g)【性狀】本品為無色澄明的粘稠液體，無臭，味稍甜，有引濕性。本品與水、乙醇和氯仿能任意混溶。相對密度本品的相對密度(中國藥典1995年版二部附錄 )在25時應(yīng)為

7、1.0351.037?！捐b別】1、GC 2、本品的紅外光吸收圖譜應(yīng)與對照品的圖譜一致（光譜圖集706)。【檢查】酸度氯化物硫酸鹽氧化性物質(zhì)0.2ml。水分取本品適量，照水分測定法(中國藥典1995年版二部附錄 第一法)測定,含水分不得過0.2。 熾灼殘?jiān)亟饘俸亟饘俨坏眠^百萬分之五?！竞繙y定】照氣相色譜法(中國藥典1995年版二部附錄(1)法)測定。色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗(yàn)用25m0.53mm，膜厚為5.00m的CP-Sil-8CB大口徑毛細(xì)管柱,進(jìn)樣口溫度為250，柱子起始溫度為160，保持8分鐘，然后以每分鐘20 具有無色、無臭、透明、吸濕性的粘稠液體，有著辛辣的甜味，無腐蝕性，低毒。

8、 沸點(diǎn)245，熔點(diǎn)-6.5，凝固點(diǎn)-10.45，折射率1.4472，相對密度1.1184，可作溶劑、紡織助劑、橡膠與樹酯的增塑劑。 二甘醇二甘醇二甘醇紅外光譜圖光譜圖的錄制1紅外光譜儀 采用分辨率不低于2cm-1的傅立葉紅外光譜儀，所用儀器型號不限。儀器應(yīng)按中國藥品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范中紅外分光光度法項(xiàng)下方法檢定。波數(shù)準(zhǔn)確度的允差范圍為：3000 cm-1附近允許誤差為5 cm-1，1000 cm-1附近允許誤差為1 cm-1。紅外的檢測靈敏度不是太高，一般限度水平在2%以內(nèi)的雜質(zhì)物質(zhì)，其紅外圖譜中應(yīng)不出峰，限度在5%以上的雜質(zhì)能夠出峰。2供試品的要求所用樣品均應(yīng)符合藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其純度須優(yōu)

9、于一般原料藥。首先要進(jìn)行樣品純度考察：(1)考察被測化合物是否適合做紅外鑒別；如大分子化合物，包括：高聚烴、多糖、糊精、多肽、礦物質(zhì)以及分子結(jié)構(gòu)差別一個CH2的同系物等；(2)混合物一般不適合做紅外，但多組分物質(zhì)(如抗生素)的組分相對穩(wěn)定，或混合物的成分相對穩(wěn)定時，也可以進(jìn)行紅外鑒別。選用特征譜帶，以純化合物的特征譜帶為選擇依據(jù)，比如3個化合物的多組分，每個化合物選23個特征譜帶。(1) 試樣應(yīng)該是單一組分的純物質(zhì)，純度應(yīng)98%，便于與純化合物的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對照。多組分試樣應(yīng)在測定前盡量預(yù)先用分餾、萃取、重結(jié)晶、區(qū)域熔融或色譜法進(jìn)行分離提純。 (2) 試樣中不應(yīng)含有游離水。水本身有紅外吸收，會嚴(yán)重

10、干擾樣品譜，而且還會侵蝕吸收池的鹽窗。 (3) 試樣的濃度和測試厚度應(yīng)選擇適當(dāng)，以使光譜圖中的大多數(shù)吸收峰的透射比處于10%80%范圍內(nèi)。 （4）注意晶形對紅外光譜的影響盡可能收集不同來源的樣品，以考察不同藥廠生產(chǎn)的同一藥品是否存在多晶現(xiàn)象。在晶型問題上圖譜收集的原則：穩(wěn)定晶型或市場上流通的主流晶型。3試樣的制備首先，樣品必須干燥，可在五氧化二磷真空干燥器中放置。試樣的制備方法主要有壓片法、糊法、膜法、溶液法、衰減全反射法和氣體法。具有多晶現(xiàn)象的固體藥品，如未規(guī)定藥用晶型，可采用適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行轉(zhuǎn)晶，能得到穩(wěn)定晶型的品種，可收載標(biāo)準(zhǔn)圖譜，在備注項(xiàng)下注明具體處理方法，并附英文譯文；對于難以得到穩(wěn)定

11、晶型的品種，則可使用對照品，采用適當(dāng)?shù)娜軇┰嚻放c對照品在相同條件下同時進(jìn)行重結(jié)晶后，再依法測定比對。若經(jīng)重結(jié)晶處理后，仍不能得到相同的晶型，則可采用溶液法測定光譜后比對。如已規(guī)定藥用晶型的，則應(yīng)采用相應(yīng)藥用晶型的標(biāo)準(zhǔn)光譜或?qū)φ掌芬婪ū葘Α?) 壓片法此法是紅外光譜中最常用的樣品制備方法。取供試品約1mg，置瑪瑙研缽中，加入干燥的溴化鉀或氯化鉀細(xì)粉約200mg，充分研磨均勻，置于直徑為13mm的壓模中，使鋪布均勻，抽真空約2min后，加壓至0.81GPa，保持25min，除去真空，取出制成的供試片，用目視檢查應(yīng)均勻透明，應(yīng)無明顯顆粒狀樣品。在按正常研磨條件壓制KBr藥片的同時，壓制一未經(jīng)研磨

12、(樣品顆粒較大時可輕微研磨)或過度研磨的藥片，以比較考察研磨是否會引起晶型變化，若研磨時可引起轉(zhuǎn)晶，則該藥品不能采用壓片法，此時可嘗試石蠟糊法，并確定后者是否適用。 當(dāng)供試品為鹽酸鹽時，除非采用KBr壓片時會發(fā)生離子交換反應(yīng)，否則一律采用溴化鉀作為基質(zhì)壓片。用溴化鉀或氯化鉀制成空白片，錄制光譜圖，基線應(yīng)大于75透光率；除在3440cm-1及1630 cm-1附近因殘留或附著水而呈現(xiàn)一定的吸收峰外，其他區(qū)域不應(yīng)出現(xiàn)大于基線3透光率的吸收譜帶。所用KBr應(yīng)具有足夠的純度，在4000400cm-1范圍內(nèi)空白片應(yīng)沒有明顯的異常吸收。 對溴化鉀或氯化鉀的質(zhì)量要求：因國產(chǎn)的產(chǎn)品大都會有無機(jī)離子SO42-等

13、，建議采用進(jìn)口的KBr或KCl。使用前，KBr應(yīng)研磨并經(jīng)200目過篩，120干燥4小時，放磨口瓶中并置干燥器內(nèi)保存?zhèn)溆谩Ｓ捎贙Br極易吸水，當(dāng)發(fā)現(xiàn)磨口瓶中的KBr粉末已結(jié)成團(tuán)塊時，應(yīng)重新干燥后再用。對KCl的要求同KBr。樣品的研磨宜適中，研磨不夠易造成光譜基線傾斜，而研磨過度則會導(dǎo)致轉(zhuǎn)晶或晶格嚴(yán)重破壞，所以研磨的時間和力度應(yīng)適當(dāng)控制。為避免或減弱研磨對供試品晶格的破壞，以樣品和KBr混勻后研磨為好。通常，壓制的藥片若透明均勻而且用它錄制的光譜基線平直，即表明研磨適中。若高波數(shù)基線的透光率明顯低于低波數(shù)基線的透光率，說明樣品顆粒太大，研磨不夠。 壓制的KBr藥片應(yīng)透明均勻，如透明度差勢必抬高基

14、線。通常，基線宜控制在90%T上下。KBr藥片壓制過程中，抽氣也是必要的，抽氣的主要作用在于可避免形成大量微氣泡殘留于藥品之中，從而明顯提高藥片的透明度。如樣品或KBr含水量較高，壓片時抽氣不夠，研磨不夠等因素均可降低藥片的透明度。2) 糊法KBr壓片(包括研磨和壓制過程)過程中有轉(zhuǎn)晶現(xiàn)象發(fā)生時可以采用此法。取供試品約5mg，置瑪瑙研缽中，滴加少量液狀石蠟或其他適宜的液體，制成均勻的糊狀物。取適量糊狀物夾于兩個溴化鉀片(每片重約150mg)之間，作為供試片；以溴化鉀約300mg制成空白片作為背景補(bǔ)償。亦可用其他適宜的鹽片夾持糊狀物。建議：石蠟糊法不需扣除石蠟糊空白，溶劑的強(qiáng)吸收帶處對樣品的判斷

15、沒有影響。石蠟峰主要在出現(xiàn)在3000 cm-1附近、1460 cm-1、1380 cm-1和700 cm-1附近 3）膜法此法適用于純液體樣品、高聚物或不好延展的粘稠樣品。較難揮發(fā)的液體樣品，可直接鋪展于適宜的鹽片中，形成薄膜后測定。對于高分子聚合物，可先制成適宜厚度的高分子薄膜，置于樣品光路中測定。4）溶液法此法主要用于由于多晶問題而無法采用固體制樣的供試品，常用溶劑有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。將供試品溶于適宜的溶劑內(nèi)，制成110濃度的溶液，置0.10.5mm厚度的液體池中錄制光譜圖，并以相同厚度裝有同一溶劑的液體池作為背景補(bǔ)償。樣品和溶劑務(wù)必要進(jìn)行干燥。溶劑的處理：氯仿中含有穩(wěn)定劑乙醇

16、，可以用分液漏斗用水洗滌后干燥；四氯化碳和二氯化碳可直接干燥。干燥方法：溶劑中放置五氧化二磷干燥24小時后，再重蒸溶劑。24紅外光譜的應(yīng)用紅外光譜的最大特點(diǎn)是具有特征性，譜圖上的每個吸收峰代表了分子中某個基團(tuán)的特定振動形式。據(jù)此進(jìn)行化合物的定性分析和定量分析。廣泛應(yīng)用于石油化工、生物醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測等方面。（1）已知物的鑒定 在得到試樣的紅外譜圖后，與純物質(zhì)的譜圖進(jìn)行比較，如果譜圖中峰位、峰形和峰的相對強(qiáng)度都一致，即可認(rèn)為是同一物質(zhì)。1. 定性分析（2）未知物的鑒定 是紅外光譜法定性分析的一個重要用途，涉及到圖譜的解析。 首先應(yīng)了解樣品的來源、用途、制備方法、分離方法、理化性質(zhì)、元素組成及其它光

17、譜分析數(shù)據(jù)如UV、NMR、MS等有助于對樣品結(jié)構(gòu)信息的歸屬和辨認(rèn)。紅外光譜的應(yīng)用. 定量分析 定量依據(jù)是Lambert-Beer定律，定量時吸光度的測定常用基線法。如圖所示,圖中I與I0之比就是透射比?；€的畫法制劑的紅外鑒別(1)適用于無專屬性鑒別方法的單方制劑，復(fù)方制劑暫不考慮。(2)品種正文中應(yīng)詳細(xì)規(guī)定樣品的前處理方法。(3)如處理后輔料無干擾也不發(fā)生轉(zhuǎn)晶的制劑，可直接與標(biāo)準(zhǔn)光譜比對；(4)若輔料有干擾但不轉(zhuǎn)晶的制劑，可參照原料藥的標(biāo)準(zhǔn)光譜在指紋區(qū)內(nèi)選擇35個輔料無干擾的待測成分的特征譜帶(cm-1)作為鑒別依據(jù)(一定要由實(shí)驗(yàn)核對其可行性)。(5)若處理時發(fā)生轉(zhuǎn)晶但無輔料干擾的制劑，則可

18、參照原料藥的轉(zhuǎn)晶方法與對照品同法處理后再測定光譜進(jìn)行比對。(6)若處理后既發(fā)生轉(zhuǎn)晶又有輔料干擾的制劑，則一般不宜采用紅外鑒別。制圖要求 光譜圖的橫坐標(biāo)為波數(shù)(cm-1)，縱坐標(biāo)為透光率(T%)。光譜圖用分辨率為2 cm-1條件繪制，基線一般控制在90透光率以上，供試品取樣量一般控制在使其最強(qiáng)吸收峰在510透光率以下。傅里葉紅外儀通常為單光束儀器，故應(yīng)特別注意室內(nèi)空氣中水汽和二氧化碳吸收對光譜的干擾。二氧化碳的吸收在2350cm-1和667cm-1，水汽的吸收則分布在3000cm-1二側(cè)及18001500cm-1的寬范圍內(nèi)(此為水汽吸收帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，不同于吸附水在3400cm-1及1640cm-

19、1附近的寬吸收帶)，如干擾明顯，應(yīng)隨時作背景扣除。 制圖環(huán)境及注意事項(xiàng)按中國藥品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范要求。報(bào)送材料要求 藥品的中文名、英文名、結(jié)構(gòu)式、分子式、試樣的制備方法、樣品來源、最后一步精制工藝、純度、原始紅外圖譜、文獻(xiàn)圖譜(包括新藥申報(bào)資料和進(jìn)口藥復(fù)核資料中的IR圖)；下面是幾個不成功的制樣圖與一張合適的圖比較合適的樣圖樣品制備技術(shù)不合適的樣圖樣品制備技術(shù)較合適的樣圖樣品制備技術(shù)極不合適的樣圖樣品制備技術(shù) 苯甲酸紅外譜圖： 苯甲酸鈉 Sodium benzoate 二、紫外吸收光譜法測定苯甲酸1 通過實(shí)驗(yàn)了解苯甲酸的紫外吸收特征，并利用這些特征對其進(jìn)行定性鑒定。2 通過測定有機(jī)化合物紫外吸

20、收光譜，掌握鑒別化合物中發(fā)色團(tuán)及其化合物類型的方法。3 掌握有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與紫外吸收光譜之間內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)律。 苯甲酸具有環(huán)狀共軛結(jié)構(gòu)，在波長228nm 和272nm 處有 E吸收帶和B 吸收帶（芳香族化合物的特征吸收） ；紫外鑒別依據(jù) 利用紫外吸收光譜鑒定有機(jī)物，其主要依據(jù)是化合物的吸收光譜特征，如吸收曲線的形狀，吸收峰數(shù)目以及各吸收峰波長及摩爾吸收系數(shù)等。 一般來說同一化合物濃度不同時，光吸收曲線形狀相同，最大吸收波長不變，只是相應(yīng)的吸光度大小不同。紫外可見分光光度計(jì)操作規(guī)范開機(jī) 關(guān)好樣品室門，打開儀器電源開頭，預(yù)熱10分鐘。將左邊紫外燈開關(guān)打開，并將后背的扳手打到“UV”處。測量 A 調(diào)節(jié)波長旋鈕，使波長顯示窗顯示所需波長值。B 將擋光板、裝有空白液和樣品的比色皿放入樣品室中（注意：不要硬塞以免刮傷比色皿，比色皿不能放在儀器面板上），關(guān)閉樣品室門。C 拉動拉手將擋光板置于光路中，按0%鍵，等待顯示T：0.0%；A：3.000(理論值為)D 拉動拉手將空白液置于光路中，按100%鍵，等待顯示T：100.0%；A：0.000E 拉動拉手將待測溶液置于光路中，則顯示器上顯示樣品的吸光度值。關(guān)機(jī) 測量完畢，先檢查樣品室內(nèi)是否有溶液灑落，若有應(yīng)將溶液用濾紙擦