当归及其提取物的红外光谱鉴别_郭怡祯

DOI?10．13192/j．issn．1000-1719．2015．10．052

当归及其提取物的红外光谱鉴别

郭怡祯1，孙素琴2，王晶娟1，毛雪莹1，肖瑶1，吴浩忠1，鲁利娜1，杨颜芳1，向丽

1

（1．北京中医药大学，北京100102；2．清华大学，北京100084）

摘

要：目的：采用红外光谱法对当归及其提取物的化学成分进行分析，观察药材化学成分的整体变化规律，为药材

整体质量评价体系的建立提供一定理论依据。方法：用水蒸气蒸馏再水提的方法提取当归的化学成分，采用傅里叶红外

光谱法（FT －IＲ）及二阶导数谱分析鉴定当归原药材、当归不同提取物化学成分的红外光谱特征。结果：（1）当归为高蔗

糖类药材。（2）当归粉末、

乙醚提取物皆于1740cm －1

左右（羰基伸缩振动吸收峰）有较强、较宽的吸收，而当归水提物及药渣水提物中的羰基吸收峰不明显，说明当归水提物中主要为多糖类成分。而蒸馏液的乙醚提取物中水溶性成分较少，

基本为内酯类成分。（3）不同提取方法对当归中化学成分的含量有一定的影响，这种先蒸馏再水提药渣的优化工艺相对于直接用水提取，能得到更多的脂溶性成分，还能提取出较多的当归多糖等水溶性成分，扩宽了用药范围，避免了药材浪费。结论：红外光谱分析法能快速、简便地鉴别当归及其提取物的化学成分，优化了药材的提取工艺，为中药当归鉴定和制定质量标准提供一种新的方法和手段。

关键词：当归；当归提取物；化学成分；红外光谱

中图分类号：Ｒ284．2

文献标志码：A

文章编号：1000-1719（2015）10-1950-03Ｒapid Analysis of Angelica and Its Extracts by Infrared Spectroscopy

GUO Yizhen 1，SUN Suqin 2，WANG Jingjuan 1，MAO Xueying 1，XIAO Yao 1，WU Haozhong 1，LU Li'na 1，YANG Yanfang 1，XIANG Li 1

（1．Beijing University of Chinese Medicine ，Beijing 100102，China ；2．Tsinghua University ，Beijing 100084，China ）Abstract ：Objective ：Using infrared spectroscopy to analyze the chemical composition of Angelica and observe the overall vari-ation of the chemical composition of herbs to provide a theoretical basis for the establishment of medicinal overall quality evalua-tion system．Methods ：The chemical composition of Angelica was extracted by steam distillation and then water extraction．Fourier transform －infrared spectroscopy （FT －IＲ）and the second derivative infrared spectroscopy （SD －IＲ）could be applicable to analyze and identify Angelica raw materials and its different extractions．Ｒesults ：（1）Angelica contains large amounts of sucrose．（2）The powder and ether extraction around at 1740cm －1（carbonyl stretching vibration absorption peak ）has a strong ，broad ab-sorption while the absorption peak was less obvious in water extraction and water extraction of the distillation residue．So the main components of Angelica water extraction are polysaccharides．But the ether extraction contains less water －soluble constituents and more lactones ingredients．（3）Different extraction methods have some influence on the content of the chemical composition of An-gelica．Compared to direct water extraction ，the process optimization of water extraction of the distillation residue can not only get

more liposoluble constituents ，

but also get more Angelica polysaccharides and other water －soluble constituents．This method could widen the scope of medication and avoid the waste of herbs．Conclusion ：Infrared spectroscopy can be a quick and easy identifica-tion of the chemical composition of Angelica and its extractions ，optimizing the extraction process of herbs and providing a new method and means for the identification and development quality standards of Angelica．

Key words ：Angelica ；Angelica extraction ；chemical composition ；IＲ收稿日期：2015－04－10

基金项目：国家自然科学基金资助项目（81303217）

作者简介：郭怡祯（1989－），女，河北人，硕士，研究方向：中药质量控制

方法。通讯作者：王晶娟（1977－），女，黑龙江人，副教授，博士，研究方向：中

药质量评价方法和组分药物开发研究，

E －mail ：jingjuanw@163．com 。

当归（Angelicae Sinensis Ｒadix ）为伞形科植物当归Angelica sinensis （Oliv.）Diels.的干燥根［1］。多年生草本植物，主要分布于我国甘肃、云南、四川、青海、陕西、湖南、湖北、贵州等地，各地均有栽培，常以甘肃的当归药材为道地药材。本品始载于《神农本草经》为无毒

的上品药，具有补血调血、调经止痛、润肠通便的功效，

临床上主要治疗血虚萎黄，眩晕心悸，月经不调，经闭痛经，虚寒腹痛，肠燥便秘，风湿痹痛，跌仆损伤，痈疽

疮疡等症［2］

。当归具有显著的药用价值，除中医处方

配方用药外，

含当归的中成药达80余种。同时，当归也是中国卫生部规定的可用于保健食品的原料，在日常生活中常被作为滋补品食用。所以当归的化学成分和药用价值成为研究的热点。

研究表明当归中分离鉴定到的化合物主要包括挥

发油、有机酸、多糖和黄酮等成分［3］

。现只将阿魏酸和

藁本内酯作为其质量控制的指标成分

［4－5］

。而中药产生临床疗效是药材饮片内所含物质群的整体作用的结果而并不是某个单一的化学成分。这些成分即是其具

有多种药理作用的物质基础。只检测其中一种或几种指标成分并不能反映该中药的质量。因此急需一种快速、有效、可行的分析方法对中药提取物进行整体系统的分析。

我国中药材资源丰富，有利于实现中药现代化持续发展战略，加强中药质量管理是实现中药现代化的关键环节。传统的中药鉴别方法受主观因素的影响较大，有效成分测定繁琐复杂。而红外光谱技术是近20年来发展较快的新型分析检测技术，它具有快速、简便、准确和不破坏样品等特点，已在农业、食品、石油化工等行业中得到了较为广泛的应用，在中药的研究中，可实现对中药的高效、快速、准确的分析。该方法具有样品用量少，操作简单，灵敏度高等优点［6］。本实验采用傅立叶红外光谱法（FT－IＲ）并借助于二阶导数谱红外光谱分析技术，对当归原药材、水提取及药渣、乙醚提取物进行了红外光谱特征研究，并进行分析讨论。为中药当归鉴定和制定质量标准提供一种新的方法和手段，为药材整体质量监控提供一定的理论依据。

1材料与方法

1.1材料实验用当归（Angelicae SinensisＲadix）经北京中医药大学中药学院王晶娟副教授鉴定为正品，试验所用试剂皆为分析纯。

（1）当归饮片粉碎，过筛20目，称量50g，10倍量的水煎煮3次（每次20min），过滤，合并滤液，浓缩干燥，得到样品A水提物。

（2）当归饮片粉碎，过筛20目，称量50g，水蒸气蒸馏8h（10倍量的水）得到蒸馏液，保留药渣。对药渣进行水提2次（每次加200mL水20min）过滤，浓缩干燥，得到样品B药渣提取物。

（3）用乙醚对上（2）蒸馏液进行萃取，保留乙醚层，置通风橱，常温挥发乙醚，得到样品C乙醚提取物。

1.2仪器设备实验所用仪器为Perkin Elmer公司的Spectrum GX型傅里叶变换红外光谱仪，光谱测定范围400 4000cm－1，DTGS检测器，分辨率4cm－1，扫描次数16次，OPD速度为0.2cm/s，扫描时实时扣除水和二氧化碳的干扰。

1.3样品测定采用溴化钾压片法。分别取上述当归样品干燥粉碎，过200目筛。取样品粉末约1mg，置于玛瑙研钵中，与约100mg的KBr粉末混合，研磨均匀后压片，制成厚度为1mm透明晶片，作为供试品。将供试品放人ALPHA—T型傅里叶变外光谱仪，DTGS检测器扫描测定，获得一维红外光谱图，光谱范围为4000 400cm－1分辨率4cm－1，扫描信号累加次数为16次，扫描时扣除水和CO2的干扰。

1.4数据处理中红外因待测组分光谱受水分子、有机溶剂或组分间的干扰较多，影响分析结果。考虑到二阶导数光谱可去掉一些高频噪音及组分间的相互干扰，本文利用二阶导数对中红外光谱进行预处理以消除干扰，并用Savitzky－Golay平滑方法计算二阶导数光谱。为使得到的二阶导数光谱不会因为平滑不足出现过多的噪音或由于平滑过度而丢失信息，按照Savitzky－Golay平滑方法，分别使用5点、9点、13点的平滑模型，通过比较取舍，最终确定采用13点平滑模型。采用PerkinElmer公司的Spectrum for Windows 软件中的求导功能。2结果与分析

2.1当归粉末与蔗糖的红外光谱比较见图1

。

a.当归粉末

b.蔗糖

图1当归粉末和蔗糖的红外光谱

当归粉末的红外光谱图中，3562cm－1、3389cm－1、3341cm－1是羟基O－H伸缩振动吸收峰，2932cm－1是亚甲基C－H反对称伸缩振动吸收峰，1735cm－1是酯羰基C=O伸缩振动吸收峰，1637cm－1主要是O－H 弯曲振动吸收峰，1459cm－1、1430cm－1是C－H弯曲振动吸收峰。在1300cm－1以下，1239cm－1、1116 cm－1、1068cm－1、1053cm－1、990cm－1等是C－O伸缩振动吸收峰，即当归中糖类物质的特征峰。从图1可以看出，当归药材的红外光谱与蔗糖十分相似，说明当归中蔗糖含量较高，为高蔗糖类药材。

2.2当归药材及不同提取物的红外光谱图比较见图2

。

a.当归粉末

b.水提物

c.药渣提取物

d.乙醚提取物

图2当归及其不同提取物的红外光谱

当归药材的红外光谱a中，在1300cm－1以下，1239cm－1、1116cm－1、1068cm－1、1053cm－1、990cm－1等是C－O伸缩振动吸收峰，即当归中糖类物质的特征峰。在当归粉末中此区域的峰极为明显，而在水提物和药渣提取物中，只看到一个宽大的峰，应该是多个吸收峰重合叠加所致，后面做出二阶导数谱图进一步分析（见图4）。在图b和图c中，3399cm－1、3368 cm－1是O－H伸缩振动峰，2931cm－1是C－H反对称伸缩振动吸收峰，其中1629cm－1和1415cm－1左右的峰宽而强，分别对应于O－H弯曲振动与（O）C－H弯曲振动，1236cm－1是醚键的吸收峰，1300 900cm－1区域内吸收峰强度大，而在1739cm－1处的羰基C=O伸

缩振动吸收峰极弱，说明当归水提物和药渣提取物中主要为当归多糖类物质，挥发油等内酯类物质含量较少。

光谱图d与a、b、c有明显差异，在当归乙醚提取物的红外光谱图中，3358cm－1处羟基O－H伸缩振动吸收峰的强度明显降低，表明含羟基的水溶性成分减少。2980cm－1、2939cm－1为C－H伸缩振动吸收峰，1746cm－1是酯羰基C=O伸缩振动吸收峰，并且吸收峰强度明显增加；1640cm－1是C－H弯曲振动吸收峰，1378cm－1和1446cm－1同时出现两个吸收峰，分别对应于甲基C－H对称弯曲振动和反对称弯曲振动吸收峰；1126cm－1和1094cm－1为酯类C－O反对称与对称伸缩振动吸收峰，以上特征说明了乙醚提取物中基本为酯类成分。

2.3当归乙醚提取物与藁本内酯的红外光谱图比较

见图3

。

a.当归乙醚提取物

b.藁本内酯

图3当归乙醚提取物与藁本内酯红外光谱

从图中可以看出，当归的乙醚提取物在2980 cm－1、2939cm－1处分裂成双峰，与图谱b中藁本内酯2900cm－1附近吸收峰相似，并且在1746cm－1处酯羰基C=O的伸缩振动吸收峰强度明显增加，对应藁本内酯类化合物在1750cm－1附近的特征吸收峰。说明乙醚提取物中含有少量的藁本内酯，提取物中脂溶性成分已明显增多。

2.4当归药材及不同提取物的二阶导数红外光谱比较见图4

。

a.当归粉末

b.水提物

c.药渣提取物

d.乙醚提取物

图4当归及其不同提取物的二阶导数红外光谱

导数光谱能够很好地分辨红外光谱图中重叠的吸收峰，增强谱图特征性，提高表观分辨率。原一维光谱图中不易区分的相似样本，通过二阶导数光谱图4可以看出其明显的不同。

在1760 1680cm－1区域附近的吸收峰为羰基C =O伸缩振动吸收峰。其中乙醚提取物d在1740 1680cm－1区域内吸收峰较多，说明其中芳香类化合物较多。而药渣提取物c在1790 1750cm－1和1700 1680cm－1区域内均有吸收峰，说明其中既有内酯类化合物又有一般酯类化合物。水提物b中没有内酯类物质的吸收峰，1618cm－1为O－H弯曲振动吸收峰，1471cm－1、1456cm－1和1384cm－1为（O）C－H弯曲振动吸收峰，说明其中含糖类物质较多。一维红外光谱中水提物与药渣提取物相似，通过二阶导数求导可以看出其明显的区别，药渣提取物比水提物中含有更多的脂溶性成分，但是糖类成分的含量却低于水提取。说明通过水蒸气蒸馏法只能蒸馏出少量沸点低易挥发的挥发油成分，其药渣中还剩余较多的脂溶性及糖类成分。

3讨论

红外光谱技术是一种全成分信息的分析手段，本文用红外光谱法分析了当归药材不同提取方法的红外光谱图，对其特征峰进行追踪，从宏观上比较了其差异性。以上红外光谱的分析结果表明不同提取物当归药材中物质成分有差异。当归药材中含有大量的糖类物质，其中蔗糖含量较高，为高蔗糖类药材。当归提取物符合相似相容原理，当归的水提物和药渣提取物中主要为当归多糖类物质，挥发油等内酯类物质含量较少。而蒸馏液的乙醚提取物中水溶性成分较少，基本为内酯类成分。不同提取方法对当归中化学成分的含量有一定的影响，这种先蒸馏再水提药渣的优化工艺相对于直接用水提取，能得到更多的脂溶性成分，还能提取出较多的当归多糖等水溶性成分，扩宽了用药范围，避免了药材浪费。

药材的红外光谱可鉴定其所含成分，通过对其有效成分的追踪，判定提取方法是否得当，从而可以优化当归提取工艺，建立当归药材质量标准。红外光谱法可为中药材的整体成分分析提供大量信息。这种将原药材谱图、不同提取工艺与不同溶剂提取物谱图相结合的对比分析方法及谱图的差异比较，可明显观测药材化学成分的整体成分变化规律，了解有效成分含量的高低，有助于药材的整体质量控制，并为药材有效成分的追踪、同类化学成分的定向转移和不同提取工艺的鉴别提供一种快速、有效的宏观检测手段。

参考文献

［1］国家药典委员会．中华人民共和国药典：一部［S］．北京：中国医药科技出版社，2010．

［2］郝霄波．当归的功效与作用［J］．中国现代药物应用，2013，7（23）：218．

［3］李曦，张丽宏，王晓晓，等．当归化学成分及药理作用研究进展［J］．中药材，2013，36（6）：1023－1028．

［4］董自波，洪敏，樊宏伟，等．当归HPLC指纹图谱研究［J］．中国实验方剂学杂志，2004，10（3）：1－2．

［5］王巍，沙明，何凡．市售当归药材的高效液相色谱指纹图谱研究［J］．时珍国医国药，2004，15（11）：741－742．

［6］王宝庆，金哲雄，布现立，等．红外光谱技术在传统中药领域的研究进展［J］．生命科学仪器，2010，8（3）：37－39．

红外吸收光谱法试题和答案解析

红外吸收光谱法 一、选择题 1. CH 3—CH 3的哪种振动形式是非红外活性的（1） （1）υC-C （2）υC-H （3）δasCH （4）δsCH 2. 化合物中只有一个羰基.却在1773cm -1和1736 cm -1处出现两个吸收峰.这是因 为（3） （1）诱导效应 （2）共轭效应 （3）费米共振 （4）空间位阻 3. 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为（4） （1）玻璃 （2）石英 （3）红宝石 （4）卤化物晶体 4. 预测H 2S 分子的基频峰数为（2） ~ （1）4 （2）3 （3）2 （4）1 5. 下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是（4） （1） （2）—C ≡C — （3） （4）—O —H 二、解答及解析题 1. 把质量相同的球相连接到两个不同的弹簧上。弹簧B 的力常数是弹簧A 的力常数的两倍.每个球从静止位置伸长1cm.哪一个体系有较大的势能。 答：M h hv E k 2π= = ;所以B 体系有较大的势能。 2. 红外吸收光谱分析的基本原理、仪器.同紫外可见分光光度法有哪些相似和不同之处 答： 红外 \ 紫外 基本原理 当物质分子吸收一定波长的光能.能引起分子振动和转动的能及跃迁.产生的吸收光谱一般在中红外区.称为红外光谱 当物质分子吸收一定波长的光能.分子外层电子或分子轨道电子由基态跃迁到激发态.产生的吸收光谱一般在紫外-可见光区。 仪器 傅立叶变换红外光谱仪 紫外可见光分光光度计 相同：红外光谱和紫外光谱都是分子吸收光谱。 不同：紫外光谱是由外层电子跃迁引起的。电子能级间隔一般约为1~20eV; 而红外光谱是分子的振动能级跃迁引起的.同时伴随转动能级跃迁.一般振动能级间隔约为

药典中红外吸收光谱对阿司匹林的鉴别

论文题目：药典中红外吸收光谱法对阿司匹林的鉴别课程名称：仪器分析 班级：2015级生物制药 教师：XXX 学生姓名：XXX 号：XXX

药典中红外吸收光谱法对阿司匹林的鉴别 摘要：目的：学习利用红外光谱法鉴别阿司匹林 原理：有机药物分子的组成、结构、官能团不同时，其红外吸收光谱也不同，可据此进行药物的鉴别。 依据：在进行药物鉴别实验时，《中国药典》采用与对照图谱比较法，要求按规定条件绘制供试品的红外光吸收图谱，与相应的标准红外图谱进行比 较，核对是否一致（峰位、峰形、相对强度），如果两图谱一致时，即为同一种药物。 关键词：阿司匹林、红外吸收光谱 阿司匹林为白色结晶或结晶性粉末；无臭或微带醋酸臭；遇湿气即缓缓水解。阿司匹林在乙醇中易溶，在三氯甲烷或乙醚中溶解，在水或无水乙醚中微溶；在氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液中溶解，但同时分解。应密封，干燥处保存。 阿司匹林是一种历史悠久的解热镇痛药，诞生于1899年3月6日。用于治感冒、发热、头痛、牙痛、关节痛、风湿病，还能抑制血小板聚集，也是非甾体抗炎药，用于预防和治疗缺血性心脏病、心绞痛、心肺梗塞、脑血栓形成，应用于血管形成术及旁路移植术也有效。 与阿司匹林有关的制剂有阿司匹林片，阿司匹林肠溶片，阿司匹林肠溶胶囊，阿司匹林泡腾片，阿司匹林栓。 取阿司匹林约1mg置玛瑙研钵中，加入干燥的溴化钾细粉约200mg 充分研磨混匀，移置于直径为13mm勺压模中，使铺布均匀，压模与真空泵相连，抽真空约2min后，加压至800000 -1000000KPa,保持2 -5min，除去真空，取出制成的供试片，用目视检查应均匀透明，无明显颗粒。将供试品置于仪器的样品光路中，另在参比光路中置一按同法制成的空白溴化钾片作为补偿，录制光谱图。光谱图应与下图一致： 阿司匹林（C9H8O）

乙酰苯胺的制备及红外光谱鉴定

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的。重结晶只适宜杂质含量在5%以下的固体有机混合物的提纯。从反应粗产物直接重结晶是不适宜的，必须先采取其他方法初步提纯，然后再重结晶提纯。重结晶提纯的一般过程为： （1）将不纯的固体有机物在溶剂的沸点或接近沸点的温度下溶解在溶剂中，制成接近饱和的浓溶液。若固体有机物的熔点较溶剂沸点低，则应制成在熔点温度以下的饱和溶液； （2）若溶液含有色杂质，可加入活性炭煮沸脱色； （3）过滤此热溶液以除去其中的不溶性物质及活性炭； （4）将滤液冷却，使结晶自过饱和溶液中析出，而杂质留在母液中； （5）抽气过滤，从母液中将结晶分出，洗涤结晶以除去吸附的母液。所得的固体结晶，经干燥后测定其熔点，如发现其纯度不符合要求，则可重复上述重结晶操作直至熔点达标。 重结晶的关键是选择适宜的溶剂。 合适的溶剂必须具备以下条件： （1）不与被提纯物质发生化学反应； （2）在较高温度时能溶解多量的被提纯物质，

而在室温或更低温度时只能溶解少量； （3）对杂质的溶解度非常大或非常小，前一种情况可让杂质留在母液中不随提纯物质一同析出，后一种情况是使杂质在热过滤时被滤去；（4）溶剂易挥发，易与结晶分离除去，但沸点不宜过低； （5）能给出较好的结晶； （6）价格低、毒性小、易回收、操作安全。 当一种物质在一些溶剂中的溶解度太大，而在另一些溶剂中的溶解度又太小，同时又不能找到一种合适的溶剂时，常可使用混合溶剂而得到满意的结果。 3、乙酰苯胺的红外光谱鉴定 红外光谱是基于分子中原子的振动。由于有机分子不是刚性结构，分子中的共价键就像弹簧一样，在一定频率的红外光辐射下会发生各种形式的振动，如伸缩振动（以υ表示）、弯曲振动（以δ表示）等，伸缩振动中又分为对称伸缩振动（以υa表示）和不对称伸缩振动（以υas表示）。不同类型的化学键，由于它们的振动能级不同，所吸收的红外射线的频率也不同，因而通过分析射线吸收频率谱图（即红外光谱图）就可以鉴别

红外光谱法习题参考答案

第十二章 红外吸收光谱法 思考题和习题 8.如何利用红外吸收光谱区别烷烃、烯烃及炔烃？ 烷烃主要特征峰为2 33,,,CH s CH as CH H C δδδν-，其中νC-H 峰位一般接近3000cm -1又低于3000cm -1。 烯烃主要特征峰为H C C C H C -==-=γνν ,,，其中ν=C-H 峰位一般接近3000cm -1又高于3000cm -1。 νC=C 峰位约在1650 cm -1。H C -=γ是烯烃最具特征的峰，其位置约为1000-650 cm -1。 炔烃主要特征峰为H C C C H C -≡≡-≡γ νν ,,，其中H C -≡ν 峰位在3333-3267cm -1。C C ≡ν 峰位在 2260-2100cm -1，是炔烃的高度特征峰。 9.如何在谱图上区别异丙基及叔丁基？ 当两个或三个甲基连接在同一个C 上时，则吸收峰s CH 3 δ 分裂为双峰。如果是异丙基，双峰分别 位于1385 cm -1和1375 cm -1左右，其峰强基本相等。如果是叔丁基，双峰分别位于1365 cm -1和1395 cm -1左右，且1365 cm -1峰的强度约为1395 cm -1的两倍。 10.如何利用红外吸收光谱确定芳香烃类化合物？ 利用芳香烃类化合物的主要特征峰来确定： 芳氢伸缩振动（ν=C-H ），3100~3000cm -1 (通常有几个峰) 泛频峰2000~1667cm -1 苯环骨架振动（νc=c ），1650-1430 cm -1，~1600cm -1及~1500cm -1 芳氢面内弯曲振动（β=C-H ），1250~1000 cm -1 芳氢面外弯曲振动（γ =C-H ），910~665cm -1 14．试用红外吸收光谱区别羧酸、酯、酸酐。 羧酸的特征吸收峰为v OH 、v C=O 及γOH 峰。v OH （单体）~3550 cm -1 (尖锐)，v OH (二聚体)3400~2500(宽而散)，v C=O (单体)1760 cm -1 (S)，v as C=O (二聚体)1710~1700 cm -1 (S)。羧酸的γOH 峰位在955～915 cm -1范围内为一宽谱带，其形状较独特。 酯的特征吸收峰为v C=O 、v c-o-c 峰，具体峰位值是：v C=O ~1735cm -1 (S)；v c-o-c 1300~1000cm -1 (S)。v as c-o-c 峰的强度大而宽是其特征。 酸酐的特征吸收峰为v as C=O 、v s C=O 双峰。具体峰位值是：v as C=O 1850~1800 cm -1(s)、v s C=O 1780~1740 cm -1 (s)，两峰之间相距约60 cm -1，这是酸酐区别其它含羰基化合物主要标志。 7．某物质分子式为C 10H 10O 。测得红外吸收光谱如图。试确定其结构。

红外光谱分析77952

红外光谱分析 二十世纪初叶，Coblentz 发表了一百多个有机化合物的红外光谱图，给有机化学家提供了鉴别未知化合物的有力手段。到四十年代红外光谱技术得到了广泛的研究和应用。当今红外光谱仪的分辨率越来越高，检测范围扩展到10000－200cm-1，样品量少至微克级。红外光谱提供的某些信息简捷可靠，检测样品中有无羰基及属于哪一类（酸酐、酯、酮或醛）是其他光谱技术难以替代的。因此，对从事有机化合物为研究对象的化学工作者来说，红外光谱学是必需熟悉和掌握的一门重要光谱知识。 一、基本原理 1、基本知识 光是一种电磁波。可根据电磁波的波长范围分成不同类型的光谱，它们各自反映出物质的不同类型的运动形式。表1 列出这些电磁波的波长，其所在区域的光谱名称，以及对应的运动形式。 表1 常用的有机光谱及对应的微观运动

红外光谱研究的内容涉及的是分子运动，因此称之为分子光谱。通常红外光谱系指2-25 μ之间的吸收光谱，常用的为中红外区4000-650cm-1(2.5-15.4 μ) 或4000-400cm-1。 这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角振动，分子在振 动运动的同时还存在转动运动。在红外光谱区实际所测得的图谱是分 子的振动与转动运动的加合表现，即所谓振转光谱。 每一化合物都有其特有的光谱，因此使我们有可能通过红外光谱 对化合物作出鉴别。 红外光谱所用的单位波长μ，波数cm-1。光学中的一个基本公式是λυ= C，式中λ为波长，υ为频率，C 为光速(3 ×1010cm/s) 。设υ为波数，其含义是单位长度(1cm) 中所含的波的个数，并应具有以下关系：波数(cm-1) ＝104/ 波长( μ)波长和波数都被用于表示红外光谱的吸收位置，即红外光谱图的横坐标。目前倾向于普遍采用波数为单位，而在图谱上方标以对应的 波长值。红外光谱图的纵坐标反映的是吸收强度，一般以透过率(T%) 表示。 2、红外光谱的几种振动形式 主要的基本可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。 (1)伸缩振动( υ) 沿着键轴方向伸或缩的振动，存在对称与非对称两种类型。它的 吸收频率相对在高波数区。 (2)弯曲振动( δ) 包括面内、面外弯曲振动，变角振动，摇摆振动等。它的吸收频率相对在低波数区。 4000cm -1(高) 400cm -1(低) 3、红外光谱吸收峰主要的几种类型 （1）基频峰：伸缩振动，弯曲振动产生的吸收峰均为基频峰。 （2）倍频峰：出现在基频峰波数二倍处。如基频为900cm-1，倍频为

实验1 红外光谱法鉴定聚合物的结构特征

实验1 红外光谱法鉴定聚合物的结构特征 1.实验目的 （1）了解红外光谱分析法的基本原理。 （2）初步掌握红外光谱样品的制备和红外光谱仪的使用。 （3）红外吸收光谱的应用和谱图的分析方法。 2.实验原理 红外光谱与有机化合物、高分子化合物的结构之间存在密切的关系。它是研究结构与性能关系的基本手段之一。红外光谱分析具有速度快、取样微、高灵敏并能分析各种状态的样品等特点，广泛应用于高聚物领域，如对高聚物材料的定性定量分析，研究高聚物的序列分布，研究支化程度，研究高聚物的聚集形态结构，高聚物的聚合过程反应机理和老化，还可以对高聚物的力学性能进行研究。 红外光谱属于振动光谱，其光谱区域可进一步细分为近红外区（12800～4000cm-1）、中红外区（4000～200cm-1）和远红外区（200～10cm-1）。其中最常用的是4000～400cm-1，大多数化合物的化学键振动能的跃迁发生在这一区域。 图2.18为典型的红外光谱。横坐标为波数（cm-1，最常见）或波长（μm）,纵坐标为透光率或吸光度。 图1 聚苯乙烯的红外光谱 在分子中存在着许多不同类型的振动，其振动与原子数有关。含N个原子的分子有3N 个自由度，除去分子的平动和转动自由度外，振动自由度应为3N-6（线性分子是3N-5）。这些振动可分为两类：一类是原子沿键轴方向伸缩使键长发生变化的振动，称为伸缩振动，用υ表示。这种振动又分为对称伸缩振动（υs）和不对称伸缩振动（υas）。另一类是原子垂直键轴方向振动，此类振动会引起分子的内键角发生变化，称为弯曲（或变形）振动，用δ表示，这种振动又分为面内弯曲振动（包括平面及剪式两种振动），面外弯曲振动（包括非平面摇摆及弯曲摇摆两种振动）。图2为聚乙烯中-CH2-基团的几种振动模式。

红外光谱习题答案解析

红外光谱习题 一． 选择题 1．红外光谱是（AE ） A ：分子光谱 B ：原子光谱 C ：吸光光谱 D ：电子光谱 E ：振动光谱 2．当用红外光激发分子振动能级跃迁时，化学键越强，则（ACE ） A ：吸收光子的能量越大 B ：吸收光子的波长越长 C ：吸收光子的频率越大 D ：吸收光子的数目越多 E ：吸收光子的波数越大 3．在下面各种振动模式中，不产生红外吸收的是（AC ） A ：乙炔分子中对称伸缩振动 B ：乙醚分子中不对称伸缩振动 C ：CO 2分子中对称伸缩振动 D ：H 2O 分子中对称伸缩振动 E ：HCl 分子中H －Cl 键伸缩振动 4．下面五种气体，不吸收红外光的是（D ） Ａ：O H 2 Ｂ：2CO Ｃ：HCl Ｄ：2N 5 分子不具有红外活性的,必须是（D ） Ａ：分子的偶极矩为零 Ｂ：分子没有振动 Ｃ：非极性分子 Ｄ：分子振动时没有偶极矩变化 Ｅ：双原子分子 6．预测以下各个键的振动频率所落的区域，正确的是（ACD ） Ａ：Ｏ－Ｈ伸缩振动数在4000～25001 -cm B:C-O 伸缩振动波数在2500～15001 -cm C:N-H 弯曲振动波数在4000～25001 -cm D:C-N 伸缩振动波数在1500～10001 -cm E:C ≡N 伸缩振动在1500～10001 -cm 7.下面给出五个化学键的力常数,如按简单双原子分子计算,则在红外光谱中波数最大者是（B ） A:乙烷中C-H 键,=k 510?达因1 -?cm B: 乙炔中C-H 键, =k 510?达因1 -?cm

C: 乙烷中C-C 键, =k 510?达因1 -?cm D: CH 3C ≡N 中C ≡N 键, =k 510?达因1 -?cm E:蚁醛中C=O 键, =k 510?达因1 -?cm 8．基化合物中,当C=O 的一端接上电负性基团则（ACE ） A:羰基的双键性增强 B:羰基的双键性减小 C:羰基的共价键成分增加 D:羰基的极性键成分减小 E:使羰基的振动频率增大 9．以下五个化合物,羰基伸缩振动的红外吸收波数最大者是（E ） A: B: C: D: E: 10．共轭效应使双键性质按下面哪一种形式改变（ABCD ） Ａ：使双键电子密度下降 Ｂ：双键略有伸长 Ｃ：使双键的力常数变小 Ｄ．使振动频率减小 Ｅ：使吸收光电子的波数增加 11．下五个化合物羰基伸缩振动的红外吸收波数最小的是（E ） A: B: C: D: E: 12．下面四个化合物中的C=C 伸缩振动频率最小的是（D ） A: B: C: D: 13．两 个化合物(1) ,(2) 如用红外光谱鉴别,主要依 据的谱带是（C ）

红外吸收光谱法习题与答案解析

六、红外吸收光谱法(193题) 一、选择题 ( 共61题 ) 1. 2 分 (1009) 在红外光谱分析中，用 KBr制作为试样池，这是因为： ( ) (1) KBr 晶体在 4000～400cm-1范围内不会散射红外光 (2) KBr 在 4000～400 cm-1范围内有良好的红外光吸收特性 (3) KBr 在 4000～400 cm-1范围内无红外光吸收 (4) 在 4000～400 cm-1范围内，KBr 对红外无反射 2. 2 分 (1022) 下面给出的是某物质的红外光谱（如图），已知可能为结构Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ，试问哪 一结构与光谱是一致的？为什么？ ( ) 3. 2 分 (1023) 下面给出某物质的部分红外光谱（如图），已知结构Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ，试问哪一结构 与光谱是一致的，为什么？ 4. 2 分 (1068) 一化合物出现下面的红外吸收谱图，可能具有结构Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ，哪一结构与 光谱最近于一致？ 5. 2 分 (1072) 1072 羰基化合物中， C = O 伸缩振动 频率出现最低者为 ( ) (1) I (2) II (3) III (4) IV 6. 2 分 (1075) 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( ) (1) 玻璃 (2) 石英 (3) 卤化物晶体 (4) 有机玻璃 7. 2 分 (1088) 并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为 ( ) (1) 分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂 (2) 分子中有些振动能量是简并的 (3) 因为分子中有 C、H、O 以外的原子存在 (4) 分子某些振动能量相互抵消了 8. 2 分 (1097) 下列四组数据中，哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3- CH2-CH = O的吸收带( ) 9. 2 分 (1104) 请回答下列化合物中哪个吸收峰的频率最高？ ( ) 10. 2 分 (1114) 在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，C＝O 伸缩振动频率出现最高者为( ) (1) 气体 (2) 正构烷烃 (3) 乙醚 (4) 乙醇 11. 2 分 (1179) 水分子有几个红外谱带，波数最高的谱带对应于何种振动 ? ( ) (1) 2 个，不对称伸缩 (2) 4 个，弯曲 (3) 3 个，不对称伸缩 (4) 2 个，对称伸缩 12. 2 分 (1180) CO2的如下振动中，何种属于非红外活性振动 ? ( ) (1) ←→ (2) →←→ (3)↑↑ (4 )

近红外光谱

近红外光谱在果蔬品质无损检测中的应用研究进展 摘要 本论文介绍了近红外光谱无损检测机理，近红外光谱在果实品质的定量分析和定性分析的研究概况，并对近红外光谱对果实品质无损检测存在问题及前景做了简单的分析。 关键词 无损检测；近红外光谱；内部品质；果蔬 1 引言 1.1 果蔬无损检测研究概况 果蔬品质主要是指果蔬形态、颜色、密度、硬度以及含糖量、水分、酸度、病变等。果蔬品质检测技术作为保障果蔬质量、提升产品市场竞争力的一种手段，可以分为有损检测和无损检测两种。有损检测一般需要借助传统的化学分析测定方法或是现代仪器分析方法( 如高效液相色谱分析、气相色谱分析、质谱分析等) ，测定过程比较烦琐、人力物力耗费大、检测成本非常高。无损检测又称为非破坏性检测，是利用果蔬的物理性质，如力学性质、热学性质、电学性质、光学性质和声学性质等，在获取样品信息的同时保证了样品的完整性，检测速度较传统的化学方法迅速，且能有效地判断出从外观无法获得的样品内部品质信息。目前，果蔬品质与安全的无损检测技术主要包括: 光谱分析技术、光谱成像技术、机器视觉技术、介电特性检测技术、声学特性及超声波检测技术、力学检测技术、核磁共振检测技术、生物传感器技术、电子鼻与电子舌技术等等。针对不同的检测对象和检测指标，这些无损检测技术各具优势。 1.2 近红外光谱无损检测研究概况 近红外光谱分析( Near Infrared Spectroscopy，NIR) 技术是近十年来发展最为迅速的高新分析技术之一，以其快速、简便、高效等优势已被人们认识和接受，并且其应用范围也由谷物、饲料扩展到食品和果蔬等领域。水果是重要的农产品,消费者在选购水果时对于内部品质如口感、糖度和酸度等极为看重。而近红外光谱分析技术将其用于水果内部品质检测具有快速、非破坏性、无需前处

近红外光谱分析仪

图2 滤光片近红外光谱分析仪光路图 近红外光谱分析仪 现代近红外光谱分析技术始于上世纪80年代末，90年代初，至今已有20余年的快速发展，该分析技术日臻成熟，已经在各个领域中发挥了巨大作用。近红外光谱分析技术具有分析速度快、同时测量多种性质、测量精度高、操作简单、仪器种类多的特点，适合化验室、在线和现场便携等使用。 近红外光谱测量方式可归结为：透射，漫反射和衰减全反射，如图1所示。 （a ）透射 （b ）漫反射 （c ）ATR 图1 近红外光谱测量方式 1 常见近红外分析仪器产品种类 近红外分析仪器是光谱仪器，在结构上，与紫外-可见分光光度计、红外光谱仪类似，具有光源、分光、检测和电路控制等单元。根据分光方式，近红外光谱仪器可划分为滤光片近红外分析仪、光电发光二极管近红外分析仪、光栅扫描近红外光谱仪、傅里叶近红外光谱仪、阵列 检测近红外光谱仪、声光过滤调制近红外光 谱仪和MEMS 近红外光谱仪。按照仪器用途 和功能，近红外光谱仪器可分为便携近红外 分析仪、实验室台式近红外光谱仪、在线近 红外光谱仪以及专用分析仪。这些光谱仪器 的分光原理和功能具有显著不同，在结构、 性能和用途上差别很大。 1.1 滤光片近红外分析仪 光源发出的复合光中部分窄波段光通过滤光片。不同的滤光片可提供系列窄波段，通常多达8~9种滤光片。这类仪器结构相对简单（如图2所示）， 成本低，

适合用于便携和专用分析仪。虽然光谱分辨率低，但对很多应用如水分分析等，可以满足常规分析要求。如同其他类型的近红外光谱仪，这类仪器对温度要求也非常苛刻。 1.2 光栅扫描近红外光谱仪 图3 光栅扫描近红外光谱仪光路示意 这是最为经典的光谱仪器，如图3所示，通过单色器（一般为光栅）将复合光色散为单色光，各单色光通过转动光栅按照波长顺序依次通过出射狭缝，通过样品，到达检测器检测。这类仪器的光谱范围取决于选用的光栅和检测器，可以是短波（700~1100nm，硅检测器）或是长波（1100~2500nm，硫化铅，或砷镓铟）。现代扫描光谱仪采用波长编码技术，可以取得较快扫描速度（几张光谱/s）。虽然在构造上如同紫外-可见光谱仪，但是对光谱的重复性和信噪比的要求却很高。 1.3 傅里叶近红外光谱仪 傅里叶近红外光谱仪采用光干涉原理将复合光分为单色光。最为常用的是迈克尔逊干涉仪，如图4所示，从光源发出的复合光，通过分束器分为透射光束和反射光束，这两束光再分别经过定镜和动镜反射后，又汇合为一束光，随着动镜的位移，两束光之间存在着光程差，产生干涉现象，得到干涉图，通过傅立叶数学变换，将干涉图转变为光谱图。由于无须光学狭缝，光通量很高，具有很高的信噪比。采用He-Ne激光干涉图零点确定扫描波长，具有很高波长精度，扫描速度也很快。光谱范围一般为1100~2500nm，分辨率高。不同光谱仪的分辨率由干涉仪的光程差决定。广泛用于实验室台式仪器。

红外光谱法答案详解

习题 1、下列两个化合物，C＝O的伸缩振动吸收带出现在较高的波数区的是哪个为什么 答案: a（共轭效应）>b（空间位阻效应让共轭效应减小）。 2、下图为不同条件下，丁二烯（1，3）均聚物的红外光谱图， 试指出它们的键结构。 3、有一化合物C7H8O,它出现以下位置的吸收峰:3040；3380；2940；1460；690；740;不出现以下位置吸收峰：1736；2720；1380；1182.试推断其结构式 作业 1、试述分子产生红外吸收的条件。 2、何谓基团频率影响基团频率位移的因素有哪些 3、仅考虑C＝O受到的电子效应，在酸、醛、酯、酰卤和酰胺类化合物中，出现C＝O伸缩振动频率的大小顺序应是怎样 4、从以下红外特征数据鉴别特定的苯取代衍生物C8H10： ①化合物A：吸收带在约790和695cm－1处。 ②化合物B：吸收带在约795cm－1处。 ③化合物C：吸收带在约740和690cm－1处。 ④化合物D：吸收带在约750cm－1处。 5、分别在95％乙醇和正已烷中测定2－戊酮的红外光谱，试预测C＝O的伸缩振动吸收峰在哪种溶剂中出现的较高为什么 8. 某化合物的化学式为C6H10O，红外光谱如下图所示，

试推断其结构式。 答案: μ＝1+6-5＝2说明可能是不饱和烃 3000以上无小尖峰，说明双键不在端碳上 1680－羰基1715连接双键导致共轭移到低波位 1618－碳碳双键 1461－CH－ 1380、1360－分裂说明异丙基存在 1215、1175－双峰强度相仿验证双甲基在端碳 816－三取代呈链状 。 9. 某化合物的化学式为C8H14O3，红外光谱如下图所示，试推断其结构式。 答案: μ＝1+8-7＝2 3000以上无小尖峰，1370峰没分裂，说明没有cc双键

高聚物红外光谱

实验十六 高聚物的红外光谱结构研究 实验目的： （1）掌握红外光谱法的基本原理； （2）熟悉红外光谱仪的操作流程； （3）学会利用红外光谱仪进行不同形态高聚物的结构分析 前言 （1）电磁波 电磁波是一种不需要介质就能传播的波，其波长涵盖范围极大，通常人们将电磁波按照各自的波长范围划分为以下几个部分： -8-6-4-202 图1：电磁波的波长与范围划分 对于电磁波，英国物理学家James Clerk Maxwell（1831～1879）奠定了电磁波的主要理论，其中最基本的要点是在同种介质中，电磁波的波长与频率的乘积是个常数，也即：λν×=c 。 在19世纪末期，人们又提出了电磁波的微粒说，德国科学家Max Karl Ernst Ludwig Planck（1858～1947）与1900年推导出了ν×=h E ，即光量子的能量与其频率成正比，比例常数，也称作Planck 常数，，从而也宣告了量子论的诞生。 s J h /10626.634?×＝从以上两个公式可以看出，不同波长的电磁波能量也不同。不同能量的电磁波都分别能引起分子中某一运动形式，因而在化学与材料科学中都有着一定的应用，比如： z 无线电波：磁性核自旋状态的改变；核磁共振（NMR）； z 微波：单电子自旋状态的改变；电子自旋共振（ESR）； z 红外：分子振动与转动状态的改变；红外谱仪（IR）；

z 可见光－紫外：价电子能级跃迁；UV-Vis 分光光度计； z X 射线：激发出内层轨道电子；X 射线光电子能谱（XPS）； z γ射线：引起原子核裂变 （2）红外光谱 红外光谱是波长介于0.8~1000μm 的电磁波，而且其还可以更进一步细分为一下三部分： z 远红外（25~1000μm 或 400~10cm-1）：分子的振动光谱、重原子成键、氢健、络合物和超分子化合物的非共价键的振动光谱； z 中红外（2.5~25μm 或4000~400cm-1）：有机化合物的振动跃迁基频； z 近红外（0.8~2.5μm 或12500~4000cm-1）：氢原子成键，如、等的振动倍频和合频。 H O ?H N ?（3）红外光谱仪与实验方法 z 色散型红外光谱：光源发出的红外光先照射试样，而后经过分光器，分解成单 色光，再经过监测器检测其强度，从而得到光谱； z 傅立叶变化红外光谱：光源发射出来的光经过Michelson 干涉仪成为干涉光， 在用干涉光照射样品，经过监测器的只是干涉图。再经过计算机对干涉图进行傅立叶变换才能得到光谱图。 这两种光谱仪的结构原理分别如下所示。 实验原理 本实验的原理：利用傅立叶变化红外光谱仪（FTIR）对具有未知结构的高聚物（或其单体）进行光谱扫描，然后根据特征吸收谱带的信息，并结构其它物理化学性质的信息，来判断所分析物质的化学结构。 仪器与试剂 Nicolet Avatar 370傅立叶变化红外光谱仪（FTIR）、油压制样机、制样模具，人造玛瑙研钵、人造玛瑙研棒、光谱级KBr。 待分析的样品，包括聚合物与相应单体。

红外吸收光谱分析

第三章红外吸收光谱分析 3.1概述 3.1.1红外吸收光谱的基本原理 红外吸收光谱法又称为分子振动转动光谱，属于分子光谱的范畴，是有机物结构分析的重要方法之一。当一定频率的红外光照射分子时，若分子中某个基团的振动频率和红外辐射的频率一致，两者产生共振，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，该基团就吸收了这个频率的红外光，产生振动能级跃迁；如果红外辐射的频率和分子中各基团的振动能级不一致，该频率的红外光将不被吸收。如果用频率连续变化的红外光照射某试样，分子将吸收某些频率的辐射，引起对应区域辐射强度的减弱，用仪器以吸收曲线的形式记录下来，就得到该试样的红外吸收光谱，稀溶液谱带的吸光度遵守Lambert-Beer定律。 图3-1为正辛烷的红外吸收光谱。红外谱图中的纵坐标为吸收强度，通常用透过率或吸光度表示，横坐标以波数或波长表示，两者互为倒数。图中的各个吸收谱带表示相应基团的振动频率。各种化合物分子结构不同，分子中各个基团的振动频率不同。其红外吸收光谱也不同，利用这一特性，可进行有机化合物的结构分析、定性鉴定和定量分析。 图3-1 正辛烷的红外光谱图 几乎所有的有机和无机化合物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体，某些高分子量的高聚物以及一些同系物外，结构不同的两个化合物，它们的红外光谱一定不会相同。吸收谱带出现的频率位置是由分子振动能级决定，可以用经典力学(牛顿力学)的简正振动理论来说明。吸收谱带的强度则主要取决于振动过程中偶极矩的变化和能级跃迁的概率。也就是说，红外光谱中，吸收谱带的位置、形状和强度反映了分子结构的特点，而吸收谱带的吸收强度和分子组成或官能团的含量有关。

红外光谱分析

红外光谱分析 序言 二十世纪初叶，Coblentz发表了一百多个有机化合物的红外光谱图，给有机化学家提供了鉴别未知化合物的有力手段。到四十年代红外光谱技术得到了广泛的研究和应用。当今红外光谱仪的分辨率越来越高，检测范围扩展到10000－200cm-1，样品量少至微克级。红外光谱提供的某些信息简捷可靠，检测样品中有无羰基及属于哪一类（酸酐、酯、酮或醛）是其他光谱技术难以替代的。因此，对从事有机化合物为研究对象的化学工作者来说，红外光谱学是必需熟悉和掌握的一门重要光谱知识。 一、基本原理 1、基本知识 光是一种电磁波。可根据电磁波的波长范围分成不同类型的光谱，它们各自反映出物质的不同类型的运动形式。表1列出这些电磁波的波长，其所在区域的光谱名称，以及对应的运动形式。 红外光谱研究的内容涉及的是分子运动，因此称之为分子光谱。通常红外光谱系指2-25μ之间的吸收光谱，常用的为中红外区4000-650cm-1或4000-400cm-1。 这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角振动，分子在振

动运动的同时还存在转动运动。在红外光谱区实际所测得的图谱是分子的振动与转动运动的加合表现，即所谓振转光谱。 每一化合物都有其特有的光谱，因此使我们有可能通过红外光谱对化合物作出鉴别。 红外光谱所用的单位波长μ，波数cm-1。光学中的一个基本公式是λυ= C，式中λ为波长，υ为频率，C为光速(3×1010cm/s)。设υ为波数，其含义是单位长度(1cm)中所含的波的个数，并应具有以下关系：波数(cm-1)＝104/波长(μ) 波长和波数都被用于表示红外光谱的吸收位置，即红外光谱图的横坐标。目前倾向于普遍采用波数为单位，而在图谱上方标以对应的波长值。红外光谱图的纵坐标反映的是吸收强度，一般以透过率(T%)表示。 2、红外光谱的几种振动形式 主要的基本可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。 (1)伸缩振动(υ) 沿着键轴方向伸或缩的振动，存在对称与非对称两种类型。它的吸收频率相对在高波数区。 (2)弯曲振动(δ) 包括面内、面外弯曲振动，变角振动，摇摆振动等。它的吸收频率相对在低波数区。 4000cm-1（高） 400cm-1（低） 3、红外光谱吸收峰主要的几种类型 (1)基频峰：伸缩振动，弯曲振动产生的吸收峰均为基频峰。 (2)倍频峰：出现在基频峰波数二倍处。如基频为900cm-1，倍频为 1800cm-1。 4、红外光谱吸收峰的强度

红外光谱特征峰解析常识

红外光谱特征峰解析常识 编写李炎平 红外特征光谱峰存在一定特征规律，正确的记录了化学结构和特征，识记特征波谱峰有助于我们解析红外光谱。下面我将一些特征波谱峰简要罗列如下，如有疏漏之处还望批评指出。 , 羟基:特征峰范围(3650~3200)cmˉ1，一般在 3600cmˉ1处有较强峰。 , 羧基:特征峰范围(3500~2500)cmˉ1，一般峰波 数小于羟基。 , 饱和烷烃—C—H :特征峰小于3000cmˉ1，一般在 (2950~2850)cm处，如有峰在(1390~1360)cmˉ1 处，则说明有—CH,如有峰在1450cmˉ1处，则说3 明有——， CH2 , 不抱和烷烃:特征峰大于3000cmˉ1，对于烯烃 _C,C,H在3050 cmˉ1处和(1600~1330)cmˉ1 ,C,C,H处有峰，对于炔烃在(3360~3250)cmˉ1 处有峰，在(700~600)cmˉ1处有枪宽峰。 C,C, 对于:在(1700~1645)cmˉ1处有特征峰，不 过不太明显，只具有指示作用。 ,CHO,,COC,,,COOC,, 对于在(1900~1600)cm处有强峰。 ,C,O,,,C,O,C,,,C,N,,,C,O,C,, 指纹区:等，在 (1330~900)cmˉ1处有中强峰， , 对于:在(900~400)cmˉ1处有中强或弱峰。 (CH)2n

, 对于醛类:特征范围为羰基峰+(2900~2700)cmˉ1。 , 对于:在(1300~900)cmˉ1处有两强峰(可,C,O,C, 能有一个弱峰)。 , 特征区范围(4400~1330)cmˉ1，指纹区范围(1330~400)cmˉ1。 , 通常将中红外光谱区域划分为四个部 分。 1)4000~2500cm-1，为含氢基团的伸 缩振动区，通常称为“氢键区”。 2)2500~2000cm-1叁键和累积双键区。 3)2000~1500cm-1，双键区。 4)小于1500cm-1，单键区。

近红外光谱快速鉴别酸奶的品种

近红外光谱快速鉴别酸奶的品种 提出了一种用近红外光谱技术快速鉴别酸奶品种的新方法。首先应用光谱仪获得5种典型酸奶品种的光谱曲线,用主成分分析法对5种酸奶品种进行聚类分析,建立模型后进行品种鉴别。主成分分析表明,主成分1和主成分2的累积可信度已达98.986%,前7个主成分的累积可信度达到99.197%。本实验选择前7个主成分的输入,建立模型。每个品种各27个样本,5个品种共135个样本用来建立模型,余下每个品种各5个共25个用于预测。建模品种的拟合率和预测品种的识别率均为100%。说明该方法能快速无损的检测酸奶品种,为酸奶的品种鉴别提供了一种新方法。 酸奶所含有的蛋白质经一定程度的分解后易于被人体消化吸收,有较高的营养价值和口味,也具有健美和减肥等功效,深受广大的消费群体(儿童、青少年、中青年女性等)喜爱。近年来我国一批大中型乳品企业在市场竞争中奇迹般地崛起,市场超市中的酸奶品种也五花八门,但市场中也不乏各种假冒产品。一些学者利用近红外光谱技术在牛奶的脂肪、蛋白质和乳糖等含量方面做了一些研究,但是对于酸奶品种鉴别方面的研究还做得很少,主要是在实验室进行。随着市场上酸奶品种的加速发展,品种鉴别将越来越凸现出它的必要性,所以研究一种简单、快速、无损的酸奶品种鉴别方法很有必要。 由于近红外光谱分析技术具有速度快、效率高、成本低、测试重现性好、测试方便等特点,已经被越来越多地应用于食品工业、石油化工、制药工业等领域。但进行光谱测试后如何从大量的信息中获取有效信息是研究的一个热点。主成分分析是多元统计中的一种数据挖掘技术。在不丢失主要光谱信息的前提下选择为数较少的新变量来代替原来较多的变量,解决了由于谱带的重叠而无法分析的困难。我们选用主成分分析(PCA)建立不同品种酸奶品种的近红外光谱鉴别模型。 一．仪器条件： 仪器为近红外光谱仪，主要部件包括：单色仪、集成电脑、电源适配器，置顶旋转测样系统。采集处理软件，建模软件。测样方式：漫反射方式；检测方法：置顶旋转测样系统；实验所用的参数设置为：波长范围：1400nm~2500nm，波长步长：1.0nm，平均次数：60次。二．实验方法： 从超市买来生产日期为同一天的三种原味酸奶,分别是蒙牛(内蒙古)、光明(上海)、伊利(内蒙古),每种酸奶各取30样本,共计90个样本。为减少实验过程中的操作误差,酸奶装样容器均采用直径为4cm，高度为,4cm的样品杯,装好的酸奶的样品杯放置于光谱仪置上方,通过样品杯的旋转，对每个样品扫描60次,取平均值。

红外吸收光谱分析及其应用

红外吸收光谱分析及其应用 20世纪50年代初期，红外光谱仪问世，揭开了有机物结构鉴定的新篇章。到了50年代末期，已经积累了大量的红外光谱数据，到70年代中期，红外光谱法成为了有机结构鉴定的重要方法。红外光谱测定的优点： 1、任何气态、液态、固态样品都可以进行红外光谱的测定，这是核磁、质谱、紫外等仪器所不及的。 2、每种化合物均有红外吸收，又有机化合物的红外光谱可以获得丰富的信息。 3、常规红外光谱仪价格低廉，易于购置。 4、样品用量小。 红外吸收光谱分析也叫红外分光光度法，十一研究物质分子对红外辐射的吸收特性二建立起来的一种定性（包括结构分析）、定量分析法。根据试样的红外吸收光谱进行定性、定量分析和确定分子结构等分析的方法，称为红外吸收光谱法。 原理：当分子中某个基团的振动频率和红外光的振动频率一致时，分子就吸收红外光的能量，从原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。物质对红外光的吸收曲线称为红外吸收光谱（IR）。 分子吸收红外光必须满足如下两个条件： 1.红外光的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需要的能量，当红外光的频率与分子中某基团的振动频率相同时，红外光的能量才恩能够被吸收。 2.分子必须有偶极矩的变化。 与UV（紫外光谱）相比，IR的特点：IR频率范围小、吸收峰数目多、吸收曲线复杂、吸收强度弱。IR峰出现的频率位置由振动能级差决定；吸收峰的个数与分组振动自由度的数目有关；吸收峰的强度则主要取决于振动过程中偶极矩变化的大小和能级跃迁的几率。 红外吸收光谱具有高度的特征性，除光学异构外，没有两种化合物的红外光谱是完全相同的。红外光谱中往往具体要几组相关峰可以互相佐证而增强了定性和结构分析的可靠性，因此在官能团定性方面，是紫外、核磁、质谱等结构分析方法所不及的。红外光谱法可测定链、位置、顺反、晶型等异构体，而质谱法对异构体的鉴别则无能为力；红外光谱测定的样品范围广，无机、有机、高分子等

第五节红外光谱法在聚合物材料研究中的应用

一、红外光谱法在聚合物材料研究中的应用 红外光谱法在聚合物材料的研究中是一种必不可少的工具，也是近代分析方法中最成熟、最有效的方法之一。用它来进行研究的内容也很广泛，包括未知聚合物及其添加剂的分析、聚合物结构(包括链结构及聚集态结构)和结构变化的分析、聚合反应的研究、聚合物与配合剂相互作用及并用聚合物之间相互作用的研究，结晶度、取向度的测定，聚合物表面的分析等。 对聚合物红外光谱的解释有三个要素必须注意。第一是谱带的位置，它代表某一基团的振动频率，也是说明是否含有某种基团的标志。这在第三节已有详细叙述，当然有些基团的谱带会出现在相同频率区或很接近的频率_匕这就需特别注意。第二是谱带的形状，例如氢键和离子的官能团会产生很宽的红外谱带，这对于鉴定特殊基团的存在十分重要，如酸胺基的C =a和烯类的C =}伸缩振动都出现在}}5}c}、一’附近，但酞胺基团的默基大都形成氢键，其谱带较宽，这就容易与烯类的C }Cf谱带区分开。第三是谱带的相对强度，谱带的强弱对比不单是一种基团含量的定量分析基础，而且可以暗示某一特殊基团或元素的存在，例如C H基团邻接氯原子时，将使它的摇摆、扭绞和变形振动的谱带由弱变强，因此从其对应的谱带的增强可提示有氯原子的存在。分子中有极性较强的基团将产生强的吸收，如默基、醚基等谱带的吸收都很强。 下面举例说明红外光谱法在聚合物材料研究中的应用。 1、未知聚合物的鉴定 一般来说，一张聚合物的光谱图是较复杂的，需要进行细心的分析才能得到初步的结果，最后还要根据分析结果查对标准潜图再作最后的确定。 首先可以基团的频率及频率分区中排除一些基团的存在，例如，在:3100～3700cm-1区域没有吸收带就可以排除O—H和N—H基团的存在；在3000～3100cm-1附近没有吸收带则表示不是芳环或不饱和碳氢化合物；在2242cm-1处没有谱带则表示不是含C≡N基团的聚合物(如丁睛胶、聚丙烯睛等)；在1720～1735cm-1之间没有谱带则表示被分析聚合物不是含碳基或醋基的聚合物。相反，若在上述几种情况中有相应吸收带出现则表示被测聚合物含有相应的基团。 当然，我们不能单从一个基团的吸收带的出现就判断是某一种聚合物，因为在某一波数区域，很多基团的吸收带都会出现，因此需要从几个频率区的吸收谱带来综合考虑某一基团的存在与否。例如，我们不能一单凭3000～3100cm-1区域的吸收带就肯定是含芳环的聚合物，还需要从1500～1600cm-1(苯环的骨架振动)以及650～1000cm-1的吸收带(苯环的C—H 面外变形振动)区域的情况来确定有无芳环的存在。 【例1}图2-}.1是一未知聚合物红外光谱。从图中可以排除含Cr--H , u--H和C-} ?}基团，因为没有这3个基团的吸收带出现。一:}aoo-}--}}oo。一’区域的吸收带是芳环或烯类的C H伸缩振动产生的，还是含芳环聚合物?还要从芳环的振动及取代苯环的情况来证明，谱图上I60(}cm- } } 158ac。一1是苯环的骨架振动谱带，7Gam' 1和69flcm- i是单取代苯的谱带贬见表2一3及图}-}}, }}}s}-zc}aa二一i一系列低强度谱带是苯环上C--}H面外弯曲振动的倍频和合频，这就证明了该聚合物含有苯环。}`}}} "" }a}}}lt:一’的谱带是饱和碳氢化合物的C H伸缩振动谱带。140a0-} 15flD}m-‘的谱带是CH2和〔卜H的变形振动有关的谱带，而965二一‘谱带是反式不饱和基团的(.TH面外弯曲振动的特征潜带* 990cn:一‘和9lacrr、一’是与末端的乙烯基有关的谱带(见表}-2an 根据上述分析，该聚合物含有单取代笨环，又有反式双键和末端双键的化合物，这种聚合物不含其他的元素，只由碳氢组成，而且也不会由单烯类单体聚合而成(因为它含有反式双键)。这样就把范围缩小了很多，根据这一小的范围，最后可从标准谱图上查证是丁二烯和苯乙烯的共聚物。 !例2]某单位从一进口产品进行红外光谱分析得到的红外谱图如图2-}.}.所示，谱图中

红外吸收光谱的解析分解

红外吸收光谱法 第一节概述 一、红外光谱测定的优点 20世纪50年代初期，红外光谱仪问世，揭开了有机物结构鉴定的新篇章。到了50年代末期，已经积累了大量的红外光谱数据，到70年代中期，红外光谱法成为了有机结构鉴定的重要方法。红外光谱测定的优点： 1、任何气态、液态、固态样品都可以进行红外光谱的测定，这是核磁、质谱、紫外等仪器所不及的。 2、每种化合物均有红外吸收，又有机化合物的红外光谱可以获得丰富的信息。 3、常规红外光谱仪价格低廉，易于购置。 4、样品用量小。 二、红外波段的划分 σ=104/λ（λnm σcm-1） 红外波段范围又可以进一步分为远红外、中红外、近红外 波段波长nm 波数cm-1 近红外0.75~2.5 13300~4000 中红外 2.5~15.4 4000~650 远红外15.4~830 650~12 三、红外光谱的表示方法 红外光谱图多以波长λ（nm）或波数σ（cm-1）为横坐标，表示吸收峰的位置，多以透光率T%为纵坐标，表示吸收强度，此时图谱中的吸收“峰”，其实是向下的“谷”。一般吸收峰的强弱均以很强（ε大于200）、强（ε在75-200）、中（ε在25-75）、弱（ε在5-25）、很弱（ε小于5），这里的ε为表观摩尔吸收系数 红外光谱中吸收峰的强度可以用吸光度（A）或透过率T%表示。峰的强度遵守朗伯-比耳定律。吸光度与透过率关系为 A=lg( ) T1 所以在红外光谱中“谷”越深（T%小），吸光度越大，吸收强度越强。

第二节 红外吸收光谱的基本原理 一、分子的振动与红外吸收 任何物质的分子都是由原子通过化学键联结起来而组成的。分子中的原 子与化学键都处于不断的运动中。它们的运动，除了原子外层价电子跃迁以 外，还有分子中原子的振动和分子本身的转动。这些运动形式都可能吸收外 界能量而引起能级的跃迁，每一个振动能级常包含有很多转动分能级，因此 在分子发生振动能级跃迁时，不可避免的发生转动能级的跃迁，因此无法测 得纯振动光谱，故通常所测得的光谱实际上是振动-转动光谱，简称振转光谱。 1、双原子分子的振动 分子的振动运动可近似地看成一些用弹簧连接着的小球的运动。以双原子 分子为例，若把两原子间的化学键看成质量可以忽略不计的弹簧，长度为r （键 长），两个原子分子量为m 1、m 2。如果把两个原子看成两个小球，则它们之 间的伸缩振动可以近似的看成沿轴线方向的简谐振动，如图3—2。因此可以 把双原子分子称为谐振子。这个体系的振动频率υ（以波数表示），由经典力 学（虎克定律）可导出： C ——光速（3×108 m/s ） υ= K ——化学键的力常数（N/m ） μ——折合质量（kg ） μ= 如果力常数以N/m 为单位，折合质量μ以原子质量为单位，则上式可简 化为 υ=130.2 双原子分子的振动频率取决于化学键的力常数和原子的质量，化学键越强，相对原子质量越小，振动频率越高。 H-Cl 2892.4 cm -1 C=C 1683 cm -1 C-H 2911.4 cm -1 C-C 1190 cm -1 同类原子组成的化学键（折合质量相同），力常数大的，基本振动频率就 大。由于氢的原子质量最小，故含氢原子单键的基本振动频率都出现在中红 外的高频率区。 2、多原子分子的振动 1πμ2c K m 1m 2m 1m2+ K μ