Рис. 1. Энергетические состояния молекулы

Оглавление

 

 

Введение

В связи с расширением медицинской и фармацевтической промышленности, внедрение в неё компьютерных и машинных технологий, науке необходимы новые и точные методы анализа биологических компонентов. Большое значение в любых лабораторных химических исследованиях занимают методы аналитической химии, в которых немалую роль в анализе и идентификации биологически активных веществ играют физико-химические методы, а в частности спектроскопические.

Спектроскопия – один из наиболее часто применяемых методов в физике и аналитической химии.

Спектроскопия – это раздел физики, посвященный изучению спектров электромагнитного излучения, включающий в себя методы количественного и качественного анализа, основанные на взаимодействии света с живой и неживой материей [1].

По изменению интенсивности потока электромагнитного излучения становится возможным обнаружить органические вещества сложной структуры, что особенно необходимо при изучении биологически активных компонентов живого организма.

Само электромагнитное излучение, применяемое в приборах спектроскопии, представляет собой волны, распространяющееся с огромной скоростью в свободном пространстве, и характеризуется длиной волны и частотой.

По областям применения спектроскопия бывает: ИК-спектроскопия, УФ-спектроскопия, атомно-абсорбционная, атомно-эмиссионная и т.д.. В данной работе мы остановимся только на применении методов ИК-спектроскопии к анализу биологически-активных веществ.

Цель: узнать о методе инфракрасной спектроскопии, о том, что представляет собой устройство прибора спектрометра и каково его применение, а анализе биологически-активных веществ.

Задачи:

1. Теоретические основы метода ИК-спектроскопии

2. структуру, строение и некоторые свойства биологически активных соединений и методы их исследования

3. Узнать спектры поглощения некоторых органических веществ

4. Определение функциональных групп соединений C=O, OH. NH₂

Приготовка образцов

ГЛАВА 1

Теоретические основы метода ИК-спетроскопии

Область инфракрасного излучения охватывает довольно-таки большой диапазон с λ от 1 мкм до 1 мм. Инфракрасная область, была открыта в 1800 г У. Гершелем, и легла в основу одного из методов спектроскопии. А применение самого метода для идентификации веществ органической и неорганической природы началось к началу ХХ века.

Благодаря тому, что ИК-спектры дают наиболее точные и легко расширяемые данные по сравнению с УФ-спектрами, метод ИК-спектроскопии на сегодняшний день является одним из самых востребованных. А благодаря модернизации современного оборудования Ик-спектроскопия может применяться не только для обнаружения вещества, но и для количественного определения состава смеси.

Атомы в молекуле находятся в непрерывном колебании, а сама молекула в постоянном вращении. В результате поглощения электромагнитного кванта (ΔE=E₂-E₁) возможно возбуждение молекулы и переход её с энергетического уровня с меньшей энергией (E₁) на уровень с большей энергией (E₂). (рис. 1)

 

 

Рис. 1. Энергетические состояния молекулы.

Следовательно, при поглощении ИК-спектра происходит изменение колебательно-вращательного состояния, и становится возможным увидеть эти изменения на спектре вещества.

Каждому соединению принадлежит свойственные только ему полосы поглощения, определённой интенсивности. Как не бывает двух людей с одинаковыми отпечатками пальце, так и не найдётся в природе двух веществ с идентичными спектральными линиями.

Метод позволяет качественно оценить наличие функциональных групп, строение молекулы и кратность связи по данным спектра. По интенсивности пиков в спектре вещества становится возможным распознать структуру вещества и отнести его к необходимому классу биологически активных соединений.

На сегодняшний день существуют специальные данные, в которых указано, как готовить пробу, регистрировать и расшифровывать спектры. Сущность определение вещества заключается в сравнении спектра, полученного с помощью спектрографа, и эталонного спектра. А для того чтобы снизить погрешность из-за различных условий приготовления проб, очень важно стандартизировать условия регистрации.

Если в спектре не найдено характеристических полос, как в эталоне, то значит это разные соединения. Если же этих полос наоборот слишком много это может говорить, как об загрязнении пробы, так и о том, что это другое вещество.

ИК-спектр органических веществ находится в диапазоне 400-4000 см^-1, но диапазон лабораторных исследований обычно находится в пределе 100-3500 см^-1.

Специфичность ИК–спектров заключается в том, что поглощение излучения зависит не только от всей молекулы в целом и наличия в ней определенных групп атомов, но и даже от отдельных связей между атомами. [2]