第八章芳酸及其酯类药物分析.doc

第五章　分光光度法

第一节　紫外－可见分光光度法

　　掌握紫外－可见分光光度法的基本原理和方法，紫外－可见分光光度计的基本结构及校正。

　　一、基本原理
　　（一）概述
　　光学分析法：物质辐射能间相互作用建立起来的定性定量方法。
　　光谱法（物质的光谱）：能级跃迁产生辐射随波长变化。X射线光谱法；紫外－可见吸收光谱法；红外吸收光谱法；（吸收光谱法；发射光谱法；分子光谱法；原子光谱法）
　　非光谱法（电磁波传播方向、速度改变）：折射分析法；旋光分析法。
　　紫外－可见分光光度法：----根据物质分子对波长为200～760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。
　　（二）光的性质与波长范围
　　光：电磁波（电磁辐射）{能量在空间高速传播的一种形式}。
　　二象性：波动性、粒子性
　　C（真空中传播速度）＝2.997925×1010cm×s-1λ：波长：相邻两波峰之间的距离，nm，μm，A°（埃）
　　n：频率（赫兹）、（hz）
　　C＝λν Tλ＝C/ν
　　§1nm = 10-3mm = 10-6mm = 10-7cm = 10-9m = 10 A°
　　E = hν = hc/λ　λ大，E小；ν小，E小
　　（三）Beer－Lambert定律----吸收光谱法的基本原理
　　A = －lgT = ELCT = 10-A = 10-ELC
　　ε； E1%1cm
　　（四）吸收系数与吸收光谱
　　E：吸光物质在单位浓度，单位液层厚度时的吸收度。
　　特性常数（单色光、溶剂、温度一定）常温下，温度改变对E影响很小
　　E↑，A↑，灵敏度↑ ∴E→定性、定量依据。
　　ε，一定波长下，C = 1mol/L , L = 1cm时A；
　　E1%1cm，λ，C＝ 1%（W/V），L ＝1cm，A
　　E1%1cm＝ε×10/M
　　（五）影响Beer定律因素：
　　理论上：A～C，通过原点的直线。
　　实际：偏离直线。
　　·原因:
　　（一）化学因素: 溶质--离解,缔合,与溶剂作用。控制溶液条件
　　（二）光学因素：非单色光、杂散光、散射光、反射光、非平行光。
　　A型题：
　　某药物的摩尔吸收系数（ε）很大，则表示：
　　A.光通过该物质溶液的光程长
　　B.该物质溶液的浓度很大
　　C.该物质对某波长的光吸收能力很强
　　D.该物质对某波长的光透光率很高
　　E.测定该物质的灵敏度低
　　【答疑编号21050101：针对该题提问】
　　答案：C
　　紫外可见吸收光谱中的B带是下列哪一类的特征吸收带
　　A.脂肪族
　　B.芳香族
　　C.有机胺类
　　D.烯烃类
　　E.硝基化合物
　　【答疑编号21050102：针对该题提问】
　　答案：B

　　二、紫外－可见分光光度计
　　基本结构：光源、单色器、吸收池、检测器、讯号处理、显示器。
　　紫外－可见分光光度计： 单光束、双光束
　　仪器性能检查，药典规定，仪器校正，检定
　　X型题
　　紫外－可见分光光度计应定期检查：
　　A.波长精度
　　B.吸收度准确性
　　C.狭缝宽度
　　D.溶剂吸收
　　E.杂散光
　　【答疑编号21050103：针对该题提问】
　　答案：ABE
　　紫外分光光度计是由以下部件组成的
　　A.氘灯
　　B.光栅
　　C.石英吸收池
　　D.光电管
　　E.真空热电偶
　　【答疑编号21050104：针对该题提问】
　　答案：ABCD

　　三、紫外－可见吸收光谱与结构关系（略）

　　四、定性与定量方法
　　（一）定性鉴别：吸收光谱特征：吸收光谱形状、吸收峰数目、各吸收峰的波长位置、强度、吸收系数值
　　对比法：（1）与标准化合物的吸收光谱特征比较
　　（2）与文献标准图谱比较
　　完全相同→可能是同一种化合物
　　明显差别→肯定不是同一种化合物
　　1.对比吸收光谱特征数据：
　　定性鉴别：λmax（峰、谷、肩峰），光谱特征；ε；E
　　X型题：
　　①用紫外分光光度法鉴别药物时，常采用核对吸收波长的方法。影响本法试验结果的条件有：
　　A.仪器波长的准确度
　　B.供试品溶液的浓度
　　C.溶剂的种类
　　D.吸收池厚度
　　E.供试品的纯度
　　【答疑编号21050105：针对该题提问】
　　答案：ACE
　　2.对比吸收度（吸收系数）的比值：
　　Aλ1/Aλ2→El1/Eλ2
　　②紫外分光光度法鉴别药物，常用的测定参数有：
　　A.λmax
　　B.λmax的E1%1cm
　　C.Aλ1/Aλ2
　　D.Cλ/C2
　　E.T
　　【答疑编号21050106：针对该题提问】
　　答案：AC
　　3.对比吸收光谱的一致性：
　　光谱曲线完全一致，才有可能是同一物质（也有并非同一物质的可能性）
　　光谱曲线有明显差别时，肯定两物不是同一物质
　　（二）纯度检查：
　　1.杂质检查:有吸收的杂质----使化合物的吸收光谱变形。
　　化合物紫外可见区没有明显吸收，所含杂质有较强吸收----少量杂质就可用光谱检索出来。
　　化合物较强吸收峰：杂质无吸收峰，很弱----稀释效应，E（e）↓　杂质更强吸收峰----E（e）↑
　　2.杂质限量检测：
　　A：肾上腺素中肾上腺酮，A<0.05；
　　峰谷A比值：药典碘磷定杂质，A294/A262＝3.39
　　（三）含量测定：
　　灵敏度：~mg/ml ，2%误差
　　由于UV－Vis吸收峰简单，平缓，特征性不强，不如红外分光光度法，药物分析中常用于含量测定。
　　1.单组分的定量方法：A＝ECL　A～C 线性， A→C
　　（1）吸收系数法：（绝对法）
　　A＝ECLC＝A/EL
　　A型题：
　　1.中国药典（1990年版）规定维生素B12注射液规格为0.1mg/ml，含量测定如下：精密量取本品7.5ml，置25ml量瓶中，加蒸馏水稀释至刻度，混匀，置1cm石英池中，以蒸馏水为空白，在361±1nm波长处吸收度为0.593，按E1%1cm为207计算，维生素B12按标示量计算的百分含量为：
　　A.90%
　　B.92.5%
　　C.95.5%
　　D.97.5%
　　E.99.5%
　　【答疑编号21050201：针对该题提问】
　　答案：C
　　2.对乙酰氨基酚的含量测定方法为：取本品约40mg，精密称定，置250ml量瓶中加0.4%氢氧化钠溶液50ml溶解后，加水至刻度摇匀，精密量取5ml，置100ml量瓶中，加0.4%氢氧化钠溶液10ml，加水至刻度，摇匀，照分光光度法，在257nm的波长处测定吸收度，按C8H9NO2的吸收系数（E1%1cm）为715计算，即得。若样品称样量为m（g），测得的吸收度为A，则含量百分率在计算公式为：
　　A.A/715×250/5×1/m×100%
　　B.A/715×100/5×250×1/m×100%
　　C.A×715×250/5×1/m×100%
　　D.A×715×100/5×250×1/m×100%
　　E.A/715×1/m×100%
　　【答疑编号21050202：针对该题提问】
　　答案：A
　　样品（%）＝（E1%1cm）样/（E1%1cm）标＝A/（C×L×715）＝A/715×250/5×1/m×100%
　　（2）标准曲线法：单色光不纯，A变化大→C，误差大
　　 A＝KC　A≈KC　K比例常数
　　※标准曲线上查出
　　※回归方程
　　（3）对照法：标准溶液，样品溶液，选定波长
　　A标＝EC标LA标/A样＝EC标L/ EC样LA标/A样＝C标/ C样
　　A样＝EC样LC样＝C标A样/A标
　　同种物质，同台仪器，同一波长测，故 E、L相等
　　X型题：
　　紫外分光光度法中，用对照品比较法测定药物含量时，
　　A.需已知药物的吸收系数。
　　B.供试品溶液和对照品溶液的浓度应接近。
　　C.供试品溶液和对照品溶液应在相同的条件下测定。
　　D.可以在任何波长处测定。
　　E.是中国药典规定的方法之一。
　　【答疑编号21050203：针对该题提问】
　　答案：BCE
　　2.多组分的测定方法：
　　两组分光谱曲线互不重叠：分别测定。
　　两组分光谱部分重叠：吸光度加和性。
　　两组分光谱曲线互相重叠：吸光度加和性。

第二节　荧光分析法

　　芳香族----共轭的不饱和体系，易产生荧光
　　掌握荧光分析法的基本原理和方法

　　一、概述
　　某些物质受到光照射时，除吸收某种波长的光之外还会发射出比原来所吸收的光的波长更长的光；当激发光停止照射后，这种光线也随之消失，这种光称为荧光。
　　分子荧光；原子荧光。
　　利用荧光的物理特性，进行定性与定量测定的方法
　　定性鉴别物质：分子结构不同，吸收光的波长与发射的荧光波长不同。
　　定量测定： C↑ F↑

　　UV－Vis 10－7g/ml
　　荧光法 10－10～10 －12g/ml

　　二、基本原理
　　（一）荧光的产生：某些物质吸收一定的紫外光或可见光后，基态原子跃迁到激发态的各个不同能级，然后经过振动弛豫掉到第一激发态的最低振动能级，在发射光量子后，分子跃迁回基态的各个不同振动能级，这时分子发射的光称为荧光。由于振动弛豫损失了部分能量，荧光的能量小于原来吸收的紫外光的能量，故发射荧光的波长比原来照射的紫外光的波长更长
　　（二）荧光光谱----荧光的发射光波长为横坐标；发射光强度为纵坐标
　　 荧光光谱，荧光激发光谱是物质定性分析依据
　　 λex、λem最大激发光波长、最大荧光波长
　　 F＝2.3K’I0ECLl＝KC
　　正比条件：吸收百分率不太大，C很小，l不变）
　　 K’荧光效率

　　三、荧光分光光度计
　　从样品池出来的荧光是各方向发射的，在与激发光光源排成直角的方向测荧光强度可以避免透射的激发光的干扰。
　　A型题
　　1.荧光是指当用一定波长的紫外光或可见光照射某一物质时，此物质会在短时间内发射出：
　　A.波长较照射光的波长为短的光
　　B.波长较照射光的波长为长的光
　　C.波长与照射光波长相等的光
　　D.波长较磷光波长为长的光
　　E.波长较磷光波长相等的光
　　【答疑编号21050204：针对该题提问】
　　答案：B
　　2.在测量药物荧光强度时，要在与入射角成直角的方向上进行测定，这是由于：
　　A.荧光的波长比入射光的波长长
　　B.荧光强度比透射光强度小
　　C.荧光强度比透射光强度大
　　D.只有入射角成直角的方向上才有荧光
　　E.荧光是向多方向发射的,为了减少透射光的影响
　　【答疑编号21050205：针对该题提问】
　　答案：E

第三节　红外分光光度法（IR）

　　掌握红外分光光度法的基本原理；熟悉基频区与指纹区的波段范围及主要吸收峰的位置、强度

　　一、概述
　　红外线： 0.76mm～500mm
　　近红外区（泛频区） 13158～4000cm－1
　　中红外区（基本振动区）4000～200 cm－1
　　远红外区（转动区） 200～20 cm－1
　　IR----分子振动、转动能级的跃迁引起
　　几乎所有的化合物都有自己特征的红外光谱----鉴定依据

　　二、基本原理
　　（一）分子振动与红外吸收：
　　分子基本振动形式：伸缩振动；弯曲振动（变形振动）。
　　振动频率＝入射的红外线振动频率相同时，分子对红外线产生吸收。
　　（二）基频峰、泛频峰：
　　基频峰：分子吸收一定频率的红外线，振动能级：基态（V＝0）→第一激发态（V＝1）产生吸收峰。强度较大，最主要一类吸收峰。
　　泛频峰：V＝0→V＝2；V＝3 倍频峰
　　 　　　 合频峰，差频峰
　　光谱变复杂，增加光谱特征性。
　　（三）特征峰与相关峰：
　　特征峰：鉴别官能团存在的吸收峰----特征吸收峰。
　　相关峰：由一个官能团所产生的一组相互依存的特征峰----相关吸收峰。
　　用一组相关峰确定一个官能团的存在----光谱解析的一条重要原则。
　　（四）吸收峰的位置与强度：
　　1.吸收峰的位置：----振动能级跃迁所吸收的红外线的波长或波数。
　　红外光谱的解释----经验式
　　某些化学键或官能团的吸收位置相对稳定。
　　（P352页表5－3　光谱的八个重要区段）
　　2.吸收峰的强度：----振动时瞬时偶极矩的变化直接相关。
　　3.特征峰与指纹区：
　　（1）特征区：4000～1250cm－1，特征频率区吸收峰较疏，易辨。
　　含氢原子的单键，各种叁键，双键的伸缩振动的基频峰。
　　含氢单键的面内弯曲振动的基频峰。
　　1900～1650 cm－1，羰基峰很少与其它峰重叠，谱带强度很大----最易识别的吸收峰，最受重视
　　（2）指纹区：1250～400 cm－1，低频。
　　化学结构上细小差别→指纹区明显差别。

　　三、光谱解析
　　·光谱解析程序：
　　先特征区，后指纹区；先最强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先否定，后肯定。
　　先根据第一强峰的峰位→查找光谱的九个重要区域表→归属
　　A型题：
　　红外光谱图中，1650～1900 cm－1处具有强吸收峰的基团是：
　　A.甲基
　　B.羰基
　　C.羟基
　　D.氰基
　　E.苯环
　　【答疑编号21050206：针对该题提问】
　　答案：B
　　1650～1900 cm－1处具有强吸收的基团主要是羰基，由羰基的伸缩振动所引起；
　　3750～3000 cm－1----羟基的氢氧伸缩振动；
　　2400～2100 cm－1----氰基的碳氮伸缩振动；
　　1650～1500 cm－1----苯环的骨架振动。
　　X型题：
　　有一不饱和烃，如用红外光谱判断它是否为芳香烃，主要依据的谱带范围是：
　　A.3100～3000 cm－1
　　B.3000～2700 cm－1
　　C.1950～1650 cm－1
　　D.1670～1500 cm－1
　　E.1000～650 cm－1
　　【答疑编号21050207：针对该题提问】
　　答案：ADE
　　芳香烃骨架的主要特征谱带为：ν＝CH 3100～3000 cm－1；νC＝C1670～1500cm－1；γ＝CH 1000～650 cm－1
　　A型题：
　　有一种含氮的药物，如用红外光谱判断它是否为腈类物质时主要依据的谱带范围为：
　　A.3300～3000 cm－1
　　B.3000～2700 cm－1
　　C.2400～2100 cm－1
　　D.1900～1650 cm－1
　　E.1500～1300 cm－1
　　【答疑编号21050208：针对该题提问】
　　答案：C
　　X型题：
　　乙酰水杨酸与水杨酸的红外吸收光谱的主要区别是：
　　A.1610 cm－1
　　B.1460 cm－1
　　C.1755 cm－1
　　D.1420 cm－1
　　E.3230 cm－1
　　【答疑编号21050209：针对该题提问】
　　答案：CE
　　（乙酰水杨酸特有：νC＝O；水杨酸特有：ν－OH ）