近年來,有機化學實驗中已廣泛使用現代分析儀器來鑒定有機化合物結構和測定有機化合物的含量。鑒定有機化合物結構利用的是各種有機化合物在波譜學性質上的差異,常用的儀器有:紅外光譜(Infrared Spectroscopy,IR)儀、核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)波譜儀、紫外光譜(UV)、質譜(MS)和X衍射儀(Xray)等。色譜法(Chromatography)是分離、提純和測定有機化合物含量的重要方法,根據操作條件的不同,色譜法可分為柱色譜、薄層色譜、紙色譜、氣相色譜及高效液相色譜等類型。本節簡單介紹紅外光譜、核磁共振波譜、氣相色譜和高效液相色譜儀器的工作原理及使用方法。紅外光譜儀
2.2.1紅外光譜
紅外吸收光譜是分子振動光譜,簡稱紅外光譜(Infrared Spectrometry,IR),通過譜圖解析可以獲取分子結構的信息,是解析有機化合物結構的重要手段之一。任何氣態、液態、固態樣品均可進行紅外光譜測定,這是其他儀器分析方法難以做到的。
1. 基本原理
紅外光譜是確定有機化合物結構最常用的方法之一。中紅外區(波長為2.5~25μm)吸收光譜應用最廣,它是由分子振動能級(伴隨有轉動能級)躍遷產生的,故又叫分子振動轉動光譜。分子中原子間的振動有伸縮振動和彎曲振動。分子振動能級是量子化的,分子中的每一種振動都有一定的頻率,叫作基頻。當用一定頻率的紅外光照射有機物樣品時,若該樣品的某一振動頻率與紅外光的頻率相同,則該樣品就吸收這種紅外光,使樣品的振動由基態躍遷到激發態。因此,當使用紅外分光光度計發出的紅外光(波長為2.5~25μm,波數為4000~400cm-1)依次通過有機物樣品時,就會出現強弱不同的吸收現象。如果以透射百分數(T)為縱坐標,波長(λ)或波數(σ)為橫坐標作圖,就得到該樣品的紅外光譜,如圖212所示。