Προσδιορισμός της Δομής Οργανικών Μορίων

Transcript

1 Οργανική Χημεία Πέτρος Ταραντίλης Αναπληρωτής Καθηγητής Εργαστήριο Χημείας, Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής του Ανθρώπου Ιερά Οδός 75, Αθήνα Τηλ.: , Fax:

2 Προσδιορισμός της Δομής Οργανικών Μορίων Φασματοσκοπία - Φασματοσκοπικές τεχνικές ανάλυσης Πέτρος Ταραντίλης Αναπληρωτής Καθηγητής 2

3 Προσδιορισμός της Δομής Οργανικών Μορίων Πώς μπορεί να γίνει η μελέτη της στερεοχημείας των μορίων; Ο προσδιορισμός της δομής των μορίων; Με τη χρήση Φασματοσκοπικών Μεθόδων Ανάλυσης 3

4 Το Ηλεκτρομαγνητικό Φάσμα Το ορατό φως, οι ακτίνες Χ, τα μικροκύματα, τα ραδιοκύματα κ.λ.π. αποτελούν διαφορετικά είδη της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Όλα μαζί συγκροτούν το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. 4

5 Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Τμήμα Ακτινοβολίας Μήκος Κύματος Ακτίνες Χ 0,3-100 Å Υπεριώδες nm Ορατό nm Εγγύς Υπέρυθρο 0,8-2,5 μm ( cm -1 ) Υπέρυθρο 2,5-15 μm ( cm -1 ) Άπω Υπέρυθρο μm ( cm -1 ) Μικροκύματα 0,2-7,0 mm Ραδιοσυχνότητες m 5

6 Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Είναι μια μορφή ενέργειας με: - κυματικές (ηλεκτρομαγνητικό κύμα-ενεργειακό κύμα) και - σωματιδιακές (δέσμη σωματιδίων-φωτονίων) ιδιότητες. Χαρακτηρίζεται από: α) το μήκος κύματος ή τη συχνότητα, β) την ισχύ ή την ένταση. 6

7 Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Μήκος Κύματος (λ): Η απόσταση μεταξύ δυο γειτονικών κορυφών του ηλεκτρονικού φάσματος. Μονάδες: Α ή nm στο UV-Vis, μm στο IR. Συχνότητα (ν): Ο αριθμός των κυμάτων που διέρχονται από ένα σημείο στη μονάδα του χρόνου. Μονάδες: Hz, αντιστοιχεί σε ένα (1) κύμα (κύκλο) ανά δευτερόλεπτο. Κυματαριθμός ( v ): Ορίζεται ως το αντίστροφο του μήκους κύματος στο κενό και ισούται με τον αριθμό των κυμάτων ανά cm Mονάδα: cm -1 7

8 Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Mονοχρωματική Ακτινοβολία: όταν χαρακτηρίζεται από μια μόνο συχνότητα. Όλα τα φωτόνια της έχουν την ίδια ενέργεια, η οποία αντιστοιχεί σε μοναδικό μήκος κύματος. Ενέργεια Φωτονίου: Ε = hν = hc/λ h = σταθερά του Planck = 6,6262x10-27 erg.s. Ισχύς (P): είναι η ενέργεια της δέσμης που προσπίπτει σε μια δεδομένη επιφάνεια ανά δευτερόλεπτο. Ένταση (Ι): είναι η ισχύς της ακτινοβολίας από μια σημειακή πηγή ανά μονάδα στερεάς γωνίας. 8

9 Φασματοσκοπικές τεχνικές Οπτικές Τεχνικές: Τεχνικές, στις οποίες μετριέται η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η οποία πηγάζει από την ύλη ή αλληλεπιδρά με αυτή. Χρησιμοποιούνται όλες οι περιοχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Μη Φασματοσκοπικές Δεν χρησιμοποιούνται φάσματα αλλά βασίζονται στην άλληλεπίδραση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και ύλης, η οποία συνεπάγεται αλλαγή στη διεύθυνση ή τις φυσικές ιδιότητες της ακτινοβολίας. Φασματοσκοπικές Τεχνικές Βασίζονται στην ικανότητα διαφόρων ουσιών να εκπέμπουν ή να αλληλεπιδρούν με ακτινοβολίες χαρακτηριστικών συχνοτήτων και στη μέτρηση φασμάτων (μήκος κύματος, ισχύς - ένταση της ακτινοβολίας). Ατομική Φασματοσκοπία Μοριακή Φασματοσκοπία 9

10 Φασματοσκοπικές τεχνικές Οπτικές Τεχνικές Φασματοσκοπικές 1. Φασματοσκοπία ατομικής εκπομπής Ατομική 2. Φασματοσκοπία ατομικής απορρόφησης Φασματοσκοπία 3. Φασματοσκοπία Υπεριώδους-Ορατού 4. Φασματοσκοπία Υπερύθρου 5. Φασματοσκοπία Raman Μοριακή 6. Φθορισμομετρία Φασματοσκοπία 7. Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού Μη Φασματοσκοπικές 1. Διαθλασιμετρία 2. Νεφελομετρία 3. Πολωσιμετρία κ.ά. 10

11 Φασματοσκοπικές τεχνικές Που βασίζονται; Στην ικανότητα διαφόρων ουσιών να αλληλεπιδρούν (να απορροφούν ή να εκπέμπουν) με ακτινοβολίες χαρακτηριστικών συχνοτήτων. Τι μετριέται; Η απορρόφηση (Α) ή η διαπερατότητα (Τ) του δείγματος, η ισχύς-ένταση της ακτινοβολίας. Τι προκύπτει; Το φάσμα, που είναι η απεικόνιση της απορρόφησης, της διαπερατότητας ή της έντασης της ακτινοβολίας σε συνάρτηση με το μήκος κύματος της. 11

12 Φασματοσκοπικές τεχνικές Οι οργανικές ενώσεις όταν εκτεθούν στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, απορροφούν ενέργεια σε συγκεκριμένα μήκη κύματος. Αν ακτινοβολήσουμε ένα δείγμα με ενέργεια πολλών διαφορετικών μηκών κύματος και εντοπίσουμε ποια απορροφώνται και ποια διέρχονται, μπορούμε να προσδιορίσουμε το φάσμα απορρόφησης μιας ένωσης. Το φάσμα απορρόφησης στην περιοχή του υπεριώδους ορατού του β-καροτενίου 12

13 Φασματοσκοπικές τεχνικές Μοριακές Φασματοσκοπικές Τεχνικές 1. Φασματοσκοπία Υπεριώδους-Ορατού 2. Φασματοσκοπία Υπερύθρου 3. Φασματοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού 4. Φασματομετρία Μαζών 13

14 Φασματοσκοπικές τεχνικές 1. Υπεριώδους-ορατού (Ultraviolet-Visible UV-Vis) Οι απορροφήσεις οφείλονται σε διεγέρσεις ηλεκτρονίων σθένους 2. Υπερύθρου (Infra Red IR) Οι απορροφήσεις οφείλονται σε διεγέρσεις δονήσεως, παραμορφώσεως και περιστροφής των δεσμών των μορίων 3. Πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (Nuclear Magnetic Resonance NMR) Η απορρόφηση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας της περιοχής των ραδιοσυχνοτήτων προκαλεί διεγέρσεις των ατομικών πυρήνων που βρίσκονται μέσα σε μαγνητικό πεδίο 4. Φασματομετρία μαζών (Mass Spectrometry-MS) Δημιουργία ιονικών θραυσμάτων 14

15 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (Ultra Violet Visible, UV-Vis) Τα συζυγιακά μόρια μπορούν να απορροφούν ακτινοβολία στην περιοχή του Υπεριώδους - Ορατού του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Οι περιοχές από τα 200 έως τα 400 nm, για το Υπεριώδες (UV, Ultra Violet) και από τα 400 έως τα 800 nm, για το Ορατό (Vis, Visible), είναι οι πιο χρήσιμες στην οργανική χημεία. 15

16 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Που βασίζεται; Τα ηλεκτρόνια σθένους των στοιχείων διαφόρων μορίων, κατά την επίδραση UV-Vis ακτινοβολίας, απορροφούν ενέργεια (E=hv) και διεγείρονται από τη βασική τους κατάσταση, σε μια αντιδεσμική κατάσταση υψηλότερης ενέργειας. σ* αντιδεσμικά π* n Μη δεσμικά (αδεσμικά) E π σ δεσμικά Η απορρόφηση ορατής ή υπεριώδους ακτινοβολίας προκαλεί μεταπτώσεις ηλεκτρονίων εξωτερικών στοιβάδων 16

17 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Οργανολογία Τα φάσματα UV-Vis παίρνονται σε αραιά διαλύματα. Τα φασματοφωτόμετρα περιέχουν τις εξής βασικές δομικές μονάδες : Πηγή Ακτινοβολίας σταθερής ισχύος, 2. Επιλογέας μήκους κύματος για την απομόνωση της επιθυμητής ακτινοβολίας 3. Κυψελίδα για την τοποθέτηση δείγματος 4. Ανιχνευτή ακτινοβολίας, που μετατρέπει το οπτικό σήμα σε ηλεκτρικό 5. Σύστημα μέτρησης, που αποτελείται από ενισχυτή σήματος και όργανο ανάγνωσης. 17

18 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Οργανολογία Φωτόμετρο Κάθε όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της απορρόφησης της ακτινοβολίας σε συγκεκριμένο μήκος κύματος. Χρησιμοποιεί φίλτρο για την απομόνωση στενής περιοχής του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Φασματοφωτόμετρο Πολυπλοκότερο και πιο ευέλικτο όργανο που χρησιμοποιείται για την καταγραφή ενός φάσματος απορρόφησης. Χρησιμοποιεί μονοχρωμάτορα για να γίνεται η απομόνωση της μονοχρωματικής δέσμης. 18

19 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Οργανολογία Τα φασματοφωτόμετρα διακρίνονται σε: Απλής δέσμης Διπλής δέσμης 19

20 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Τα φάσματα UV-Vis παίρνονται σε αραιά διαλύματα και έχουν τη μορφή ταινιών ή καμπυλών. Α π ο ρ ρ ό φ η σ η (Α) λmax Φάσμα απορρόφησης Μήκος κύματος (λ, nm) Το τμήμα του μορίου που είναι υπεύθυνο για την απορρόφηση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας καλείται χρωμοφόρο. Αυτό μπορεί να είναι μία χαρακτηριστική ομάδα, ένας απομονωμένος πολλαπλός δεσμός ή ένα σύστημα πολλαπλών δεσμών. 20

21 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Χρωμοφόρες ομάδες: περιέχουν ακόρεστο σύστημα (C=O, C=C, C=N, N=O, N=N κ.ά.). Η ύπαρξή τους προκαλεί το φαινόμενο της βαθυχρωμίας. Υπερχρωμία Υψοχρωμία Βαθυχρωμία Υποχρωμία Αυξόχρωμες ομάδες: είναι κορεσμένες ομάδες με ελεύθερα ζεύγη ηλεκτρονίων, (-CΗ 3, -ΟΗ, -ΟR, -NH 2, αλογόνα). Η ύπαρξή τους σε ένα μόριο αυξάνει την ένταση της απορρόφησης (υπερχρωμία). 21

22 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Επίδραση της συζυγίας στα φάσματα UV-Vis Γιατί μερικές οργανικές ενώσεις είναι έγχρωμες, ενώ άλλες όχι; 1,3-βουταδιένιο, λ max : 217 nm 2 διπλοί δεσμοί β-καροτένιο, λ max : 455 nm 11 διπλοί δεσμοί H αύξηση της συζυγίας μετατοπίζει το λmax της απορρόφησης από την περιοχή του UV στην περιοχή του Vis 22

23 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) β-καροτένιο 23

24 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) H 3 C CH 3 CH 3 CH 3 H 3 C CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 H 3 C β-καροτένιο CH 3 CH 3 CH 3 λυκοπένιο CH 3 CH 3 24

25 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Απορροφήσεις μερικών χαρακτηριστικών συζυγιακών μορίων Ονομασία Δομή λ max (nm) 25

26 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Χλωροφύλλη Χλωροφύλλη α: Χ= CH 3 Χλωροφύλλη β: Χ= CHΟ 26

27 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Η σχέση ανάμεσα στο μήκος κύματος του ορατού φάσματος του φωτός που απορροφούν οι ενώσεις και στο χρώμα που παρατηρείται Χλωροφύλλη α: Χ= CH nm 662 nm 27

28 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Η σχέση ανάμεσα στο μήκος κύματος του ορατού φάσματος του φωτός που απορροφούν οι ενώσεις και στο χρώμα που παρατηρείται Όταν ένα αντικείμενο απορροφά εκλεκτικά ένα τμήμα της ορατής ακτινοβολίας, ( nm) εμείς βλέπουμε το τμήμα της ακτινοβολίας που δεν απορροφήθηκε, οπότε το αντικείμενο εμφανίζεται έγχρωμο. To χρώμα που παρατηρούμε ονομάζεται συμπληρωματικό χρώμα του χρώματος που απορροφήθηκε 28

29 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Η σχέση ανάμεσα στο μήκος κύματος του ορατού φάσματος του φωτός που απορροφούν οι ενώσεις και στο χρώμα που παρατηρείται Περιοχή φάσματος nm Κίτρινο Χρώμα που παρατηρείται Φυσικά προϊόντα λ max απορρόφησης nm Πορτοκαλί β-καροτένιο (καρότο) 452 nm nm Κόκκινο Λυκοπένιο (τομάτα) 474 nm nm Ιώδες (μοβ) Κυανιδίνη (άνθη) 545 nm nm Βαθύ γαλάζιο (μπλε) nm Γαλάζιο nm Πράσινο α- χλωροφύλλη (πράσινα φύλλα) 420 & 680 nm 29

30 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Προσδιορισμό της δομής μιας ένωσης Τα φάσματα UV-Vis δίνουν γενικές πληροφορίες για τη δομή μιας ένωσης Μη εξειδικευμένες πληροφορίες. Απορρόφηση λmax Ένταση απορρόφησης Παρουσία ορισμένης ομάδας 280 nm Ασθενής >C=O 250 nm Έντονη Βενζολικός δακτύλιος 30

31 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Η Χημεία της Όρασης Η ισομεριώση cis-trans της ροδοψίνης προκαλεί έναν νευρικό παλμό που αποστέλλεται στον εγκέφαλο, όπου γίνεται αντιληπτός ως όραση 31

32 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Πώς λειτουργούν τα λευκαντικά; Υδατικό διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου (ΝaOCl) οικιακή Χλωρίνη 32

33 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Ποσοτική ανάλυση Ο νόμος των Beer-Lambert Ανιχνευτής Μονοχρωμάτορας Ανιχνευτής Ανιχνευτής Α= log(po/p) = -logt = log(100/%t) = αbc g/l = εbc mol/l A = Aπορρόφηση (Absorbance). Καθαρός αριθμός. Po = Ισχύς της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. P = Ισχύς της εξερχόμενης από το διάλυμα ακτινοβολίας. Τ = Διαπερατότητα (Transmittance) = P/Po που εκφράζεται συνήθως επί τοις % Τ. c = η συγκέντρωση του διαλύματος σε mol/l ή g/l. b = το μήκος της διαδρομής που διάνυσε η δέσμη μέσα στο διάλυμα σε cm. α = σταθερά αναλογίας, απορροφητικότητα (absorptivity) όταν η c εκφράζεται σε g/l. ε = σταθερά αναλογίας, μοριακή απορροφητικότητα (molar absorptivity) όταν η c σε mol/l. 33

34 Φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis) Εφαρμογές 1. Προσδιορισμό της δομής μιας ένωσης 2. Ποιοτικό προσδιορισμό μιας ουσίας 3. Ποσοτική ανάλυση μιας ουσίας ή μίγματος ουσιών κ.ά. 34

35 Φασματοσκοπικές τεχνικές 1. Υπεριώδους-ορατού (Ultraviolet-Visible UV-Vis) Οι απορροφήσεις οφείλονται σε διεγέρσεις ηλεκτρονίων σθένους 2. Υπερύθρου (Infra Red IR) Οι απορροφήσεις οφείλονται σε διεγέρσεις δονήσεως, παραμορφώσεως και περιστροφής των δεσμών των μορίων 3. Πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (Nuclear Magnetic Resonance NMR) Η απορρόφηση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας της περιοχής των ραδιοσυχνοτήτων προκαλεί διεγέρσεις των ατομικών πυρήνων που βρίσκονται μέσα σε μαγνητικό πεδίο 4. Φασματομετρία μαζών (Mass Spectrometry-MS) Δημιουργία ιονικών θραυσμάτων 35

36 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Η ενδιάμεση περιοχή του υπέρυθρο (Mid IR) 2,5-50 μm ή cm -1 χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της δομής οργανικών μορίων. Συνήθως στο IR αντί του μήκους κύματος ή της συχνότητας χρησιμοποιείται η έννοια του κυματαριθμού. 36

37 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Έννοια κυματαριθμού Συνήθως στο IR αντί του μήκους κύματος ή της συχνότητας χρησιμοποιείται η έννοια του κυματαριθμού, ο οποίος ορίζεται ως το αντίστροφο του μήκους κύματος. κυματαριθμός (cm ) (cm) 1 1 μήκος κύματος Έτσι αν λ=5,814 μm (1μm=10-4 cm), τότε λ=5, cm v 1 4 5, cm 1720cm 1 37

38 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Αν υπέρυθρη ακτινοβολία πέσει σε ένα υλικό, ένα μέρος της απορροφάται από αυτό και η υπόλοιπη το διαπερνά. Εάν τοποθετηθεί ένας ανιχνευτής υπέρυθρης ακτινοβολίας στην πορεία της εκπεμπόμενης δέσμης, μπορεί να προσδιοριστεί η ακτινοβολία που διαπερνά το δείγμα.

39 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Που βασίζεται; Τα άτομα σε ένα μόριο είναι πάντα σε κίνηση, ή δονούνται. Η ένταση των δονήσεων αυξάνει με την απορρόφηση υπέρυθρης ακτινοβολίας.

40 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Που βασίζεται; Μόρια με μόνιμη διπολική ροπή, η οποία μεταβάλλεται κατά τη παραμόρφωση του μορίου, απορροφούν στην περιοχή του υπερύθρου. Η μεταβολή της διπολικής ροπής οφείλεται στις διάφορες δονήσεις του μορίου. Οι δονήσεις (vibrations) μπορεί να είναι τάσης (stretching) ή κάμψης (bending). Οι δονήσεις κάμψης μπορεί να είναι κλυδωνισμού (rocking), σείσης (wagging), ψαλιδισμού (scissoring), στρέβλωσης (twisting) κ.α. Απαραίτητες προϋποθέσεις απορρόφησης μιας συχνότητας υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι: Το μόριο να παρουσιάζει μόνιμη διπολική ροπή. Η συχνότητα της προσπίπτουσας υπέρυθρης ακτινοβολίας να είναι ίση με τη συχνότητα τάσης, κάμψης, κλυδωνισμού κ.λ.π.

41 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Που βασίζεται; Κάθε χημικός δεσμός απαιτεί μια ακριβή ποσότητα ενέργειας για να δονείται. Κάθε συχνότητα της υπέρυθρης ακτινοβολίας, παρέχει ένα ακριβές ποσό ενέργειας. Η συγκεκριμένη συχνότητα ακτινοβολίας απορροφάται από ένα μόριο μόνο αν η ενέργεια που παρέχει είναι ακριβώς το ποσό που απαιτείται από έναν από τους δεσμούς στο μόριο.

42 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Τρόποι δόνησης Οι κύριες (θεμελιώδεις) απορροφήσεις στο IR προέρχονται από δύο βασικές τάξεις δονήσεων: α) Δονήσεις τάσης (stretching vibrations). Συμμετρική δόνηση τάσης Αντισυμμετρική δόνηση τάσης β) Δονήσεις κάμψης (bending vibrations). Κάμψη στο επίπεδο Κάμψη εκτός επιπέδου

43 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Οργανολογία Φασματόμετρα Υπερύθρου Διάφραγμα Πηγή φωτός Ακίνητο κάτοπτρο Κινητό κάτοπτρο Διαχωριστής δέσμης Συμβολόμετρο Michelson Πηγή ακτινοβολίας IR Σχισμή Δείγμα Από το συμβολόμετρο δημιουργείται ένα συμβολόγραμμα Ανιχνευτής Δείγμα Ανιχνευτής Για να επιλεγεί η συγκεκριμένη ακτινοβολία IR χρησιμοποιείται μια σχισμή Το συμβολόγραμμα μετατρέπεται σε φάσματος με τη χρήση του Μετασχηματισμού Fourier (FT). Φασματόμετρο Διασποράς Προκειμένου να καταγραφεί ένα φάσμα IR με το φασματόμετρο διασποράς παίρνει πρακτικά αρκετά χρόνο. Επίσης ο ανιχνευτής λαμβάνει μόνο ένα μικρό μέρος επί τοις % της αρχικής ενέργειας της πηγή. Φασματόμετρο FT Η καταγραφή φασμάτων υπερύθρου με φασματόμετρο FTIR διαρκεί μόνο λίγα δευτερόλεπτα. Επιπλέον, ο ανιχνευτής λαμβάνει έως και το 50% της ενέργειας της αρχικής ενέργειας της πηγή. (πολύ μεγαλύτερη σε ποσοστό από ότι στα φασματόμετρα διασποράς)

44 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Τρόποι δόνησης Οξικός αιθυλεστέρας H 3 C C H 2 O C CH 3 1,0 O 1239 C-O (O-C=O) C=O 1764 Absorbance C-H 2991 C-H 1378 C-O (R-O-C=O) , Wavenumbers (cm -1 ) 400 Φάσμα IR Μοριακές κινήσεις Λειτουργικές ομάδες 44

45 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) OH Φάσμα IR αιθυλικής αλκοόλης CH 3 CH 2 OH 45

46 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Ερμηνεία Φασμάτων Σ ένα υπέρυθρο φάσμα διακρίνονται δύο περιοχές: Α) των χαρακτηριστικών ομάδων ( cm -1 ) και cm -1 N-H, C-H, O-H (δονήσεις τάσης) N-H, O-H 3000 C-H cm -1 C C και C N (δονήσεις τάσης) cm -1 διπλοί δεσμοί (δονήσεις τάσης) C=O C=C cm -1 Β) των δακτυλικών αποτυπωμάτων ( cm -1 ) Για την αναγνώριση και απόδοση των κορυφών ενός φάσματος υπάρχει η δυνατότητα αναφοράς σε πίνακες που περιέχουν τις διάφορες χαρακτηριστικές ομάδες με τους αντίστοιχους κυματαριθμούς 46

47 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Ερμηνεία Φασμάτων εξάνιο 1-εξένιο 1-εξύνιο 47

48 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Ερμηνεία Φασμάτων 48

49 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Φάσματα συστατικών του φυτού Crocus sativus L. -ΟΗ -ΟΗ C-Η C-Η C-Η C=O C=O C=O C-O C-O C-O C-O C-O R 1 O H 3 CO HO O O O Κροκίνες CH 3 CH 3 O CH 3 CH 3 R1, R2 =β-d-γεντιοβιοζυλ ή β-d-γλυκοζυλ Διμέθυλοκροκετίνη CH 3 CH 3 O CH 3 CH 3 Κροκετίνη CH 3 CH 3 O Τα φάσματα IR πιστοποιούν την παρουσία χαρακτηριστικών ομάδων Η απουσία ορισμένων απορροφήσεων μπορεί να αποκλείσει την ύπαρξη μιας ομάδας. Συνεπώς είναι στοιχεία πολύτιμα για την εύρεση της δομής μιας άγνωστης ένωσης CH 3 CH 3 OR 2 OCH 3 OH 49

50 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Συγκρίνοντας το φάσμα «άγνωστης» ένωσης με βάση δεδομένων φασμάτων γνωστών ενώσεων μπορούμε να ταυτοποιήσουμε την «άγνωστη» ένωση. 50

51 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Έλεγχος των επιπέδων Αλκοόλης στο Αίμα C-Η Η συγκέντρωση της αλκοόλης βασίζεται στις εντάσεις των παραπάνω τα σημάτων 51

52 Φασματοσκοπία Υπέρυθρου (Infra Red, IR) Εφαρμογές 1. Προσδιορισμό της δομής μιας ένωσης 2. Ποιοτικό προσδιορισμό μιας ουσίας 3. Ποσοτική ανάλυση μιας ουσίας ή μίγματος ουσιών κ.ά. 52