紫外-可见光谱分析-----化合物结构鉴定

1、化合物结构鉴定紫外-可见光谱分析作业 1.说明纳米 Ru、 Rh、 Ir 等十种纳米材料的紫外可见光谱（附图）2.说明马尾紫、孔雀绿、多氯代酚、苏丹、peo-ppo-peo、pvp等十种有机物或聚合物的紫外可见光谱（附图）解答如下：1（1）、纳米ZnS的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：紫外-可见吸收光谱可观察能级结构的变化，通过吸收峰位置变化可以考察能级的变化。由图5可知，硫化锌在200340 nm波长范围内对紫外光有较强的吸收。1（2）、NiFeAu纳米材料的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：上图比较了相关纳米粒子的紫外可见吸收光谱图是NiFeAu纳米粒子分散在正己烷中的紫外可见吸收光

2、谱可以看出NiFeAu纳米粒子在约557nm有一个较宽的吸收峰对比用同样方法合成的NiFe图在所测试的范围内无特征的吸收峰可以判断多功能性NiFeAu纳米粒子具有源于表面等离子共振吸收的光学性质与用同样方法合成的纳米粒径nm在可见光区526nm有强的吸收峰相比图 NiFeAu纳米粒子的吸收峰形明显变宽并出现红移该观察说明除了粒径大小变化的因素Fe和Ni的存在影响了Au的表面等离子共振吸收也间接证明了NiFeAu纳米复合粒子的生成Au的特征吸收峰的峰形和强度不同原因在于纳米粒子的组成发生了变化根据纳米颗粒光学响应模型Mie理论表面等离子共振吸收是由入射光频率和金属纳米颗粒中的自由电子的集体发生共

3、振时产生的而表面等离子共振吸收的共振条件对纳米颗粒周围的环境十分敏感纳米粒子的组成结构尺寸形状电解质或者粒子间的相互作用力不同特征吸收峰的强度和形状都会受到影响而不一样.1（3）、TiO2纳米材料的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：上图是0.05% 金红石纳米Tio2水悬浮液的 UV-vis 吸收和透射光谱。由图可见, 即使在很低的浓度下( 0.05% ) , 金红石型纳米Tio2在紫外光范围内都有很强的吸收性能, 其最高吸收峰达到2.0以上, 对应的紫外光透过率接近0。由 Lambert - Beer定律可知, 吸光度( Abs) 值越大, 表明其对该波段光的吸收性能越好; 而透光率越低,

4、 表明对该波段光的屏蔽能力越强。1（4）、CdS的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征： 温度为220度的CdS纳米颗粒的紫外-可见吸收光谱，CdS纳米棒在485nm处有明显的吸收峰，相对于CdS块体材料515nm的特征吸收峰有30nm的蓝移。1（5）、纳米铝的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：纳米Al粉微粒紫外-可见光吸收光谱如图4所示,放置一年后的样品(old-nanoAl)和最近制备的样品(new-nanoAl)分别在253. 00 nm和252. 00 nm处出现较强的吸收峰,这是铝纳米颗粒表面等离子体共振吸收峰,它起源于激光电磁场诱导的电子相干共振,此吸收峰的位置、形状与团簇颗粒的大

5、小、形状、分散状态相关,由于纳米微粒具有量子尺寸效应,粒子尺寸相应增大时,相邻能级的能量差减少,相邻束缚态能量差减少,对应吸收峰中心波长增大,将会导致吸收峰的红移。从图4可知,这两种纳米铝粉的吸收峰的位置差1 nm,这表明它们的颗粒度基本相同,但后者的吸收强度比前者大,这是由于新纳米铝粉的表面活性大,被氧化的程度小的缘故。1（6）、针形Ir纳米粒子紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：从针形Ir纳米粒子胶体的紫外吸收光谱图可以看出,针形Ir纳米粒子胶体在234-261nm区域有一个吸收波段,在283nm和316nm波长有连个小的吸收峰。在这些波段出现的吸收峰可能是因为Ir纳米粒子的形成。在紫外光

6、照下,2,7-二氢基萘发生分解,产生还原物质,还原了氯钴酸中的Ir络合物。随着反应的进行,Ir纳米粒子逐渐生长成纳米针的形貌,二氢基萘发生分解,浓度降低,之后对紫外光谱的吸收发生了变化,同时,由于合成Ir纳米针时所用的2,7-二氢基萘浓度较低,不易对紫外光谱产生明显的吸收特征峰,且乙二醇和氧氧化钠对紫外光谱的吸收没有明显的特征峰,因此,针形Ir纳米粒子胶体对紫外吸收光谱的特征峰的出现可归因于针形Ir纳米粒子的合成,这与文献所报道的有些类似。1（7）、树枝状 Ru 纳米的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：如图所示，是树枝状 Ru 纳米制备过程各个不同反应阶段的紫外-可见吸收曲线。图中各组实验条

7、件均保持一致，RuCl3+苯甲醇溶液的浓度为 0.03 mol/L，保护剂 PVP K360 苯甲醇溶液的浓度为 0.15mol/L，PVP 与 Ru3+的摩尔比保持在 5:1，以苯甲醇作为还原剂和溶剂，在 900 w的微波条件下加热 0 s，30 s，60 s，120 s，180 s，240 s，300 s，360 s 时间下分别取样测试。如图显示，在未开始反应的溶液吸收曲线中，由于体系中的 Ru3+的等离子体共振在 345 nm 处形成了明显的吸收峰。随着反应的进行，在 30 s-120s 之间，吸收峰的强度不断下降直至完全消失，同时伴随着在全谱段的峰位置向高频移动。说明在此反应时间段内，

8、Ru3+被不断的消耗，数量逐渐下降直至被完全还原，同时 Ru 金属原子开始出现。在180 s360 s之间，在高频位置的吸收峰逐渐变宽，形成了金属胶体的等离子散射，这个过程说明体系中的 Ru3+已经完全被还原成原子，并且Ru 纳米粒子的粒径在逐渐增大。通过 UV-Vis 监测整个树枝状 Ru纳米制备过程，可以清楚的观察到经过微波反应 360 s 后 Ru3+被完全还原成 Ru 原子。1（8）、纳米铜的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：纯Cu纳米颗粒会在电磁波谱的可见光区(580 nm 左右)产生一个特征吸收峰,因而制备Cu纳米颗粒，溶胶的紫外可见吸收光谱往往是重要的一个表征手段。1（9）、纳

9、米银的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：纯Ag纳米颗粒会在电磁波谱的可见光区(437 nm 左右)产生一个特征吸收峰,因而制备Ag纳米颗粒，溶胶的紫外可见吸收光谱往往是重要的一个表征手段。1（10）、纳米金的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：由于纯Au纳米颗粒会在电磁波谱的可见光区(520 nm 左右)产生一个特征吸收峰，因而制备Au 纳米颗粒以及含有Au 的复合微粒，溶胶的紫外可见吸收光谱往往是重要的一个表征手段。2（1）、冬枣果皮红色素的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：由图可以看出,在冬枣红色素提取液光谱图上共有7个吸收峰。随着波长的增加,吸光值呈现逐渐减小的趋势。花色苷类化合物在

10、紫外区270280 nm和465550 nm之间有明显的吸收峰,类黄酮类色素在250350 nm之间有明显的吸收峰。通过特征性反应检验,可以初步判定冬枣色素是花色苷类和类黄酮类化合物。2（2）、番茄红素的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：番茄红素在不同极性的溶剂中的紫外光谱的吸收峰的位置、强度、形状常常发生变化是溶质-溶剂分子之间相互作用的结果。番茄红素主吸收带的产生是由其共轭电子从基态跃迁到第二激发态引起,番茄红素分子所处的介质环境对吸收带波长以及吸收强度有较大影响,由图和表分析得到:番茄红素在具有较低折光率的溶剂-非极性溶剂(正己烷、石油醚)和极性中等的溶剂(丙酮、乙酸乙酯)中特征吸收带

11、波长非常接近,但在较高折光率的溶剂苯、二硫化碳中特征吸收带波长明显红移,可能是高折光率的溶剂对番茄红素激发态的稳定作用比基态强的结果。用苯和二硫化碳作为溶剂时,与丙酮相比,番茄红素的溶解速度快,颜色变深,番茄红素的3个吸收峰发生明显红移,同时还发现在二硫化碳中,番茄红素吸收光谱的谱带变宽,475nm处的峰值变得模糊。当番茄红素溶于极性溶剂时产生溶剂化,由于激发态和基态的电荷分布不同而使这两种状态的溶剂化程度不同,溶剂的极性愈大,有机分子的成键轨道向反键*轨道的跃迁波长愈长,说明激发态的极性比基态大,能级降低的比基态多,从而发生红移效应。溶剂化还限制了分子的自由转动,因而转动光谱表现不出来,如果

12、溶剂的极性很大,分子的振动也受到了限制因而振动引起的精细结构消失。番茄红素溶解在苯和二硫化碳两种溶剂极性不一样的溶剂,产生红移的大小也不一样。由于二硫化碳的极性比苯大,番茄红素的二硫化碳溶液吸收峰的位置红移最为显著。2（3）、脱水香菇子实体中核苷酸含量的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：单核苷酸分子为芳杂环化合物,结构中具有碱基,其中的嘌呤环和嘧啶环有碳碳、碳氮双键共轭体系,分子中的碱基嘧啶在紫外可见光谱中B吸收带的max=244 nm。在pH为7.0时, 5-IMP的max=248nm,由于空间位阻效应引起吸收强度的改变,使吸收波长略向紫移,实际观测值为260 nm。由于每摩尔该物质在一定

13、pH值下的紫外吸收值为常数,可以对嘌呤或嘧啶衍生物进行定量测定。2（4）、卟啉及其衍生物的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：卟啉的衍生物具有特征的紫外-可见吸收光谱,卟吩环特殊的11个共轭双键的高度共轭体系决定了其电子轨道的能级高低。卟吩环*能级差大约位于400700nm对应的可见光范围,从而形成其特殊的紫外-可见吸收光谱,主要包括Soret带和Q带。其中,Soret带为单峰吸收一般在420nm左右,Q带一般在500700nm之间,包括4个吸收峰。通常Soret带吸收峰的吸光系数约是Q带的1020倍。其中Soret带归属于卟吩环轨道*(a2ue*R),Q带的4个弱的吸收峰归属于卟吩环的*(a

14、1ue*R),其特征的紫外-可见吸收光谱如图。2（5）、红色核桃仁种皮提取物紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：利用紫外-可见光谱对红色核桃仁种皮提取物进行了初步的分析(图1),其最大吸收波长在可见光区为560和591 nm,大于现有报道的花色苷的最大吸收区500550 nm范围,这可能是由于提取液中花色苷与酚类物质形成复合物,使花色苷稳定性提高,在可见光区出现明显红移,提取物经过醋酸铅沉淀后,利用展开剂正丁醇冰醋酸水=802020在硅胶G板上进行层析,获得Rf值为0.55的斑点,转移,用0.5%的盐酸乙醇溶液溶解后再进行紫外-可见光谱分析,在紫外区有2个吸收峰,波长分别为340和370 nm

15、,在可见光区有2个吸收峰,其波长分别为552和585 nm(图2)。在300360 nm附近有吸收峰说明色素中有酰基基团存在;其盐酸乙醇溶液加入AlCl3后,发生红移(向长波长方向移动),说明B环存在游离羟基。2（6）、苏丹红I在乙醇溶液中的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：不同浓度SD在乙醇溶液中的紫外-可见光谱见图1。由图1可见,在乙醇溶液中,SD在紫外区出现了200、228nm和308nm 3个吸收峰,紫外区特征吸收峰max为228nm,可见区出现了423nm和477nm两个吸收峰,可见区特征吸收峰max为477nm,且紫外-可见特征吸收峰的强度随SD浓度的增加而不断增强。SD分子结构

16、中由于偶氮键结构和邻位羟基萘酚偶氮结构的存在,使其分子易发生顺反异构(见图2)和偶氮-醌腙互变异构(见图3)。SD分子顺反异构和偶氮-醌腙互变异构现象的发生,使其分子所处的共轭平面性发生改变,因而产生了特征性紫外-可见光谱吸收峰。在SD结构中,通过偶氮键而形成共轭体系的吸收峰在可见区,酚羟基、苯环、萘环结构的吸收峰在紫外区。SD属萘系邻羟基偶氮染料,在偶氮-醌腙异构体中,由于分子内氢键较强,其主要以醌腙异构体存在。因此,在乙醇溶液中,SD醌腙异构体的酚羟基产生n*跃迁而形成200nm吸收峰,苯环结构和萘环结构分别在228nm和308nm处产生了紫外吸收峰。偶氮共轭体系在423nm和477nm处

17、产生了可见吸收峰。2（7）、多环酚（地蒽酚）的紫外-可见光谱分析：紫外吸收光谱表征： 图Figure 4 4是一系列不同浓度的地蒽酚(Dithranol)乙醇溶液的紫外可见吸收光谱。从图中可已看出地蒽酚有三个特征吸收峰分别位于257nm，286nm和362nm。蒽主要有两个吸收带分别在El带252nm，该跃迁的极化为竖向；E2带374nm，这个吸收带中又有一些振动亚带，极化方向为横向。由此看山地嗯酚对蒽的取代对横向极化影响不大，对竖向极化有很大的影响，使其产生了轻微的蓝移并使一些亚振动带被掩盖成为个大的宽带。2（8）、莱克多巴胺的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：图Figure 5.2 是一

18、系列不同浓度的莱克多巴胺水溶液的紫外-可见吸收光谱，从图中可以看出莱克多巴胺有两个特征吸收峰分别在223nm, 274nm。随着莱克多巴胺浓度的降低，各个特征峰的吸收强度降低，由图中可以看出当降低到10-7 M时特征吸收峰消失。2（9）、结晶紫的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：实验过程中，对不同时间段的溶液进行紫外可见光谱扫描，结果如图 2 11所示。由图可知在反应初期，590 nm处最大吸收峰逐渐降低，且最大吸收有蓝移现象，可能是由于臭氧分子或自由基攻击结晶紫分子中心碳原子，发生氧化还原反应，破坏了部分结晶紫分子的大共轭体系，使590 nm处的吸收变弱；且可能有部分分子发生N-脱甲基化反应，使溶液的最大吸收波长变短，发生蓝移。