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红外光谱法

利用化学物质的红外吸收光谱特征,分析化合物分子结构的方法。(见彩图57)原理有机农药分子在红外光的照射下,选择性地吸收某些频率的光,使之激发到较高的振动能级,并形成特征吸收峰。通常红外光谱主要在2~25微米波长(4000~400cm-1波数)范围的中红外区进行测定。在农药合成中,主要用于定性鉴定分子中原子间化学键形成的骨架和官能团,有时也可用于定量分析。

利用化学物质的红外吸收光谱特征,分析化合物分子结构的方法。(见彩图57)

原理

有机农药分子在红外光的照射下,选择性地吸收某些频率的光,使之激发到较高的振动能级,并形成特征吸收峰。通常红外光谱主要在2~25微米波长(4000~400cm-1波数)范围的中红外区进行测定。在农药合成中,主要用于定性鉴定分子中原子间化学键形成的骨架和官能团,有时也可用于定量分析。

仪器结构

红外光谱仪由光学、电学和机械三个部分组成。光学部分主要有一个红外光源和一个红外光检测器。红外光源产生2~25微米的连续红外光,由单色器将它们按波长(或波数)分开,使它们单色化。检测器则接受红外光,测量透过化学物质的光在不同波长的透过率。电学部分,主要使射于检测器上的红外光,经过多级放大器,推动平衡光梳和记录笔,进行光学平衡,完成光谱记录。机械部分,主要是一个波数扫描机构,使由单色器射出的红外光波长,自动连续地变化,还有一个能改变狭缝开启宽度的狭缝程序机构,以保证从单色器出口狭缝出射的红外光有足够的能量(图1)。

图1 红外光谱仪结构方框图

应用

可以利用红外光谱鉴别和测定农药、中间体原料分子骨架及各类官能团。复杂的有机农药分子中,存在着的多种原子和基团,被红外光激发后,都会产生各自的特征吸收。例如,烷烃的C—H键在2975~2845cm-1(3.36~3.52微米)、在1740~1690cm-1(5.75~5.92微米)范围内出现振动吸收。例如,农药中间体苯甲醛的红外光谱图(图2)中,就可见到:①芳烃的C—H的伸缩振动吸收峰;②——H伸缩振动吸收峰;③C=0和芳烃共轭的吸收峰;④芳烃和C=O共轭的吸收峰等。红外光谱图一般以波数(cm-1)或波长(微米)为横坐标,以化合物分子骨架或官能团对红外振动吸收百分率(%)为纵坐标作图。

图2 农药中间体苯甲醛(液体)的红外光谱图

定量分析时,以待测样品配制成一定浓度的溶液,与标准样品所配制的溶液,在某主要吸收峰位置比较其峰高或峰面积获得。