傅立叶红外光谱仪的原理简介和操作规程.doc

傅立叶红外光谱仪的原理简介和操作规程 红外线和可见光一样都是电磁波，而红外线是波长介于可见光和微波之间的一段电磁波。红外光又可依据波长范围分成近红外、中红外和远红外三个波区，其中中红外区（2.525m；4000400cm1）能很好地反映分子内部所进行的各种物理过程以及分子结构方面的特征，对解决分子结构和化学组成中的各种问题最为有效，因而中红外区是红外光谱中应用最广的区域，一般所说的红外光谱大都是指这一范围。红外光谱属于吸收光谱，是由于化合物分子振动时吸收特定波长的红外光而产生的，化学键振动所吸收的红外光的波长取决于化学键动力常数和连接在两端的原子折合质量，也就是取决于分子的结构特征。这就是红外光谱测定化合物结构的理论依据。红外光谱作为“分子的指纹”广泛用于分子结构和物质化学组成的研究。根据分子对红外光吸收后得到谱带频率的位置、强度、形状以及吸收谱带和温度、聚集状态等的关系便可以确定分子的空间构型，求出化学建的力常数、键长和键角。从光谱分析的角度看主要是利用特征吸收谱带的频率推断分子中存在某一基团或键，由特征吸收谱带频率的变化推测临近的基团或键，进而确定分子的化学结构，当然也可由特征吸收谱带强度的改变对混合物及化合物进行定量分析。傅里叶红外光谱仪由光源、迈克尔逊干涉仪、样品池、检测器和计算机组成，由光源发出的光经过干涉仪转变成干涉光，干涉光中包含了光源发出的所有波长光的信息。当上述干涉光通过样品时某一些波长的光被样品吸收，成为含有样品信息的干涉光，由计算机采集得到样品干涉图，经过计算机快速傅里叶变换后得到吸光度或透光率随频率或波长变化的红外光谱图。1.红外光谱法的一般特点特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大2.对样品的要求试样纯度应大于98，或者符合商业规格 这样才便于与纯化合物的标准光谱或商业光谱进行对照 多组份试样应预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱互相重叠，难予解析试样不应含水（结晶水或游离水）水有红外吸收，与羟基峰干扰，而且会侵蚀吸收池的盐窗。所用试样应当经过干燥处理试样浓度和厚度要适当使最强吸收透光度在520%之间3.定性分析和结构分析红外光谱具有鲜明的特征性，其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。因此，红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具已知物的鉴定将试样的谱图与标准品测得的谱图相对照，或者与文献上的标准谱图（例如药品红外光谱图集、Sadtler标准光谱、Sadtler商业光谱等）相对照，即可定性使用文献上的谱图应当注意：试样的物态、结晶形状、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同未知物的鉴定未知物如果不是新化合物，标准光谱己有收载的，可有两种方法来查对标准光谱：A.利用标准光谱的谱带索引，寻找标准光谱中与试样光谱吸收带相同的谱图B.进行光谱解析，判断试样可能的结构。然后由化学分类索引查找标准光谱对照核实解析光谱之前的准备： 了解试样的来源以估计其可能的范围 测定试样的物理常数如熔沸点、溶解度、折光率、旋光率等作为定性的旁证 根据元素分析及分子量的测定，求出分子式 计算化合物的不饱和度，用以估计结构并验证光谱解析结果的合理性解析光谱的程序一般为：A.从特征区的最强谱带入手，推测未知物可能含有的基团，判断不可能含有的基团B.用指纹区的谱带验证，找出可能含有基团的相关峰，用一组相关峰来确认一个基团的存在C.对于简单化合物，确认几个基团之后，便可初步确定分子结构D.查对标准光谱核实 附录 C 红外分光光度法（征求意见稿）1. 仪器及其校正，可使用傅里叶变换红外光谱仪或色散型红外分光光度计。用聚苯乙烯薄膜（厚度约为0.04mm）校正仪器，绘制其光谱，用3027cm-1 ，2851cm-1，1601cm-1，1028cm-1，907cm-1处的吸收峰对仪器的波数进行校正。傅里叶变换红外光谱仪在3000cm-1附近的波数误差应不大于5cm-1，在1000cm-1附近的波数误差应不大于1cm-1。仪器的分辨率要求在31102850cm-1范围内应能清晰地分辨出7个峰，峰2851 cm-1与谷2870 cm-1之间的分辨深度不小于18透光率，峰1583 cm-1与谷1589 cm-1之间的分辨深度不小于12透光率。仪器的标称分辨率，除另有规定外，应不低于2cm-1。2. 供试品的制备方法 除另有规定外，应按照药典委员会编订的药品红外光谱集各卷所收载各光谱图所规定的制备方法制备。具体操作技术可参见药品红外光谱集的说明。3. 正文中各品种项下规定“应与对照的图谱（光谱集图）一致”，系指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）和第四卷（2010年版）的图谱。同一化合物的图谱若在不同卷上均有收载时，则以后卷所收的图谱为准。4. 具有多晶现象的固体药品由于供测定的供试品晶型可能不同，导致绘制的光谱图与药品红外光谱集所收载的光谱图不一致。遇此情况，应按该药品光谱图中备注的方法或各品种正文中规定的方法进行预处理后再绘制比对。如未规定药用晶型与合适的预处理方法，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条件下同时进行重结晶后，再依法测定比对。如已规定药用晶型的，则应采用相应药用晶型的对照品依法比对。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。因此，进行光谱比对时，应考虑各种因素可能造成的影响。5. 用于制剂的鉴别时，品种正文中应明确规定供试品的处理方法。如处理后辅料无干扰，则可直接与原料药的标准光谱进行对比；如辅料仍存在不同程度的干扰，则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吸收峰，列出它们的波数位置作为鉴别的依据，实测谱带的波数误差应小于规定波数的0.5%。6. 用于晶型、异构体限度检查或含量测定时，供试品制备和具体测定方法均按各品种项下有关规定操作。注意事项1保持室内干燥，空调和除湿机必须全天开机（保持环境条件2左右，湿度）； 2 保持实验室安静和整洁，不得在实验室内进行样品化学处理，实验完毕即取出样品室内的样品。3 经常检查干燥剂颜色，如果兰色变浅，立即更换。4 根据样品特性以及状态，制定相应的制样方法并制样。5 测试红外光谱图时，扫描空光路背景信号和样品文件信号，经傅立叶变换得到样品红外光谱图。根据需要，打印或者保存红外光谱图。6 实验完毕后在记录本上记录使用情况。7 设备停止使用时，样品室内应放置盛满干燥剂的培养皿。8 干燥剂再生：将干燥剂在烘箱内105烘干至兰色（约3小时）即可。9 将压片模具、KBr晶体、液体池及其窗片放在干燥器内备用。10 液体池使用NaCl、CaF2、BaF2等晶体很脆易碎，应小心保