
- •Введение
- •2.2. Индивидуальные задания (билеты)
- •4. Блок информации
- •Аналитические возможности функциональных групп и типы реакций, используемые для их идентификации
- •4.1. Идентификация спиртового гидроксила
- •4.1.1. Реакция образования сложных эфиров
- •4.1.2. Реакции окисления
- •4.1.3. Реакции образования комплексных соединений (многоатомные спирты)
- •4.2. Идентификация фенольного гидроксила
- •4.2.1. Реакция с железа (III) хлоридом
- •4.2.2. Реакции окисления (индофеноловая проба)
- •4.2.3. Реакции конденсации с альдегидами
- •4.2.4. Сочетание с солями диазония
- •4.2.5. Реакции замещения (с бромной водой и азотной кислотой)
- •4.3. Идентификация альдегидной группы
- •4.3.1. Окислительно- восстановительные реакции
- •Черный осадок
- •4.3.2. Реакции конденсации
- •4.4. Идентификация кето-группы
- •4.5. Идентификация гидроксиацетильной группы
- •4.6. Идентификация карбоксильной группы
- •4.7. Идентификация сложноэфирной группы
- •4.7.1. Реакция кислотного или щелочного гидролиза
- •4.7.2. Гидроксамовая проба
- •4.7.3. Обнаружение лактонов
- •4.8. Идентификация простой эфирной группы
- •4.9. Идентификация первичной ароматической аминогруппы
- •4.9.1. Реакция образования азокрасителя
- •4.9.2. Реакции окисления
- •4.9.3. Реакции конденсации с альдегидами
- •4.10. Идентификация первичной алифатической аминогруппы
- •4.10.1. Нингидриновая проба
- •4.11. Идентификация вторичной аминогруппы
- •4.12. Идентификация третичной аминогруппы
- •Реактив Майера
- •4.13. Идентификация амидной и n-замещенной амидной группы
- •4.13.1. Щелочной гидролиз
- •4.14. Идентификация имидной группы
- •4.14.1. Щелочной гидролиз
- •4.14.2. Реакция образования комплексных солей с металлами
- •4.15. Идентификация гидразидной группы
- •4.16. Идентификация ароматической нитрогруппы
- •4.16.1. Реакция восстановления
- •4.16.2. Реакции образования солей псевдонитрокислоты (аци-соли)
- •4.17. Идентификация сульфгидрильной группы
- •4.18. Идентификация сульфамидной группы
- •4.18.1. Реакция образования солей с ионами тяжелых металлов
- •4.18.2. Реакция минерализации
- •4.19. Идентификация серы, включенной в гетероцикл
- •4.20. Идентификация галогенуглеродной группы
- •4.20.1. Идентификация ковалентно связанного йода
- •4.20.2. Реакция восстановительной минерализации цинковой пылью в щелочной среде
- •4.21. Идентификация соединений, содержащих двойную связь
- •4.22 Идентификация анионов органических кислот
- •4.22.1. Определение ацетат-иона
- •4.22.1.1. Лекарственные вещества, содержащие ацетат-ион:
- •4.22.1.2. Реакция образования уксусноэтилового эфира
- •4.22.1.3. Реакция образования комплексной соли железа (III)
- •4.24 Идентификация производных нитрофурана
- •Реакции подлинности производных 5-нитрофурана
- •4.25 Идентификация производных пурина
- •5.25 Идентификация производных Тропана
- •5. План занятия
- •6. Самостоятельная работа студентов (120 мин)
- •9.2. Тестовые задания
- •Объекты исследований
- •2. Самостоятельная внеаудиторная работа по подготовке к занятию
- •2.1. Задания для самоподготовки
- •2.2. Индивидуальные задания (билеты)
- •3. Литература
- •4. Блок информации
- •4.1. Спектрофотометрия в ультрафиолетовой и видимой областях спектра
- •4.2. Спектрофотометрия в ик-области спектра
- •5. План занятия
- •5.1. Определение исходного уровня подготовки студентов к занятию и его корректировка преподавателем путем проверки домашнего письменного задания и проведения опроса (30 мин).
- •6. Самостоятельная работа студентов (90 мин)
- •7. Перечень практических умений и навыков
- •10.2. Пример выполнения самостоятельного задания по
- •Вариант №____
- •11. Задания для самостоятельного выполнения
- •11.1. Варианты индивидуальных заданий для студентов по спектроскопии в уф- и видимой областях Вариант №1
- •Вариант №2
- •Вариант №3
- •Вариант №4
- •Вариант №5
- •Вариант №6
- •Вариант №7
- •Вариант № 8
- •Вариант №9
- •Вариант №10
- •Вариант №11
- •Вариант №12
- •Вариант №13
- •Вариант №14
- •11.2. Задания для самостоятельного выполнения
- •Вариант №1
- •Вариант № 2
- •Вариант № 3
- •Вариант № 4
- •Вариант № 5
- •Вариант № 6
- •Вариант № 7
- •Вариант № 8
- •Вариант № 9
- •Вариант № 10
- •Вариант № 11
- •Вариант № 12
- •Вариант № 13
- •Вариант № 14
- •Вариант № 15
- •Вариант № 16
- •Характеристические полосы поглощения некоторых групп атомов [6, 7]
- •Качественный анализ органических лекарственных средств
Вариант № 16
Задание №1. Составьте пары: ИК-спектр вещества –характеристические полосы поглощения вещества:
а) характеристические полосы поглощения папаверина: 1279, 1508, 1263, 1026, 1292, 1238 см-1
|
1)
|
б) характеристические полосы поглощения анальгина: 1672, 1064, 1179, 1163, 1208, 1693 см-1
|
2)
|
в) характеристические полосы поглощения лидокаина: 1662, 1495, 762, 1204, 1290, 1086 см-1
|
3)
|
Задание № 2. Используя приложение 2, установите, какому веществу принадлежит приведенный ИК-спектр, если он имеет следующие характеристические полосы: 1620, 1777, 1500, 1310, 1700, 703 см-1
|
Задание №3. На ИК-спектре никетамида (диэтиламида никотиновой кислоты) должны быть следующие полосы поглощения: 1635, 1590, 1291, 1103, 1316, 712 см-1 (в дисках калия бромида). Используя корреляционные таблицы приложения №1, основываясь на химической структуре вещества, проведите соотнесение полос поглощения ИК-спектра и структурных фрагментов молекулы, ответственных за это поглощение.
Приложение № 1
Характеристические полосы поглощения некоторых групп атомов [6, 7]
АЛКАНЫ |
|
Валентные колебания С–Н () |
|
–СН3 |
2962 и 2872 см-1 ± 10 см-1 (с.) |
–СН2– |
2926 и 2853 см-1 ± 10 см-1 (с.) |
СН (третичный) |
2890 ± 10 см-1 (сл.) |
Деформационные колебания С–Н () |
|
С– СН3 (асимметричные) |
1450 ± 10 см-1 (ср.) |
– СН2– |
1465 ± 20 см-1 (ср.) |
С– СН3 (симметричные) |
1380 – 1370 ± 20 см-1 (с.) |
С–(СН3)2 |
1385 – 1380 и 1370 – 1365 см-1 (с.) |
–С–(СН3)3 |
1395 – 1385 см-1 (ср.) и 1365 см-1 (с.) |
–СН– |
около 1340 см-1 (сл.) |
Колебания –С–С– скелета |
|
R–С–(СН3)3 |
1250 ± 5 см-1 (с.), 1250 – 1200 (с.), около 415 см-1 |
–С–(СН3)2 |
1170± 5 см-1 (с.), 1170 –1140 см-1 (с.), около 800 см-1 |
– (СН2)4– |
750 –720 см-1 (с.) |
– (СН2)4–О– |
742 –734 см-1 (с.) (неприменимо к углеводородам) |
Циклические системы |
|
Циклопропан |
1020 – 1000 см-1 (ср.) |
Циклобутан |
920 – 866 см-1 или 1000 – 960 см-1 (ср.) |
АЛКЕНЫ |
|
Валентные колебания СС |
|
Несопряженная связь |
1680 – 1620 см-1 |
Связь, сопряженная с фенилом |
около 1625 см-1 (с.) |
Связь, сопряженная с С=О и С=С |
около 1625 см-1 (с.) |
Валентные и деформационные колебания С–Н |
|
–СН=СН– (транс) |
3040 – 3010 см-1 (ср.) () 970 – 960 см-1 (с.) () 1310 – 1295 см-1 (с.- сл.) () |
–СН=СН– (цис) |
3040 – 3010 см-1 (ср.) () около 690 см-1 (с.) () |
АЛКИНЫ |
|
СН |
3300 см-1 (с.) () |
СС - монозамещенные |
2140 – 2100 см-1 (с.) () |
СС - дизамещенные |
2260 – 2190 см-1 () |
Дополнительные полосы |
1750, 1250 и 650 см-1 |
АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ |
|
=С–Н |
вблизи 3030 см-1 (с.) () |
С=С-скелет |
плоскостные колебания: 1600 см-1 , 1500 см-1, 1580 см-1 (сопряженные кольца) (с.), 1450 (ср.) |
С6Н5 – (в бензоле расположены по соседству пять незамещенных Атомов Н) |
770 –730 см-1 (оч. с.) и 710 –690 см-1 (с.) () |
С6Н4 –(четыре незамещенных атома Н в бензоле) |
770 – 735 см-1 (оч. С.) () |
С6Н3 –(три незамещенных атома Н в бензоле) |
810 –750 см-1 (оч. С.) () |
С6Н2 –(два незамещенных атома Н в бензоле) |
860 – 800 см-1 (оч. С.) () |
С6Н1 –(один незамещенный атом Н) |
900 – 860 см-1 (ср.) () |
В бензоле 1,2-; 1,4-; 1,2,4-замещение |
1225 –1175 см-1 (сл.); 1125 – 1090 см-1 (сл.) 1070 – 1000 см-1 (сл) (две полосы) |
Моно-; 1,3-; 1,2,3–; 1,3,5–замещение |
1175 – 1125 см-1(сл.); 1110 – 1070 см-1 (кроме 1,3,5-замещения) (сл.); 1070 – 1000 см-1 (одна полоса) (сл.) |
1,2-; 1,2,3-; 1,2,4-замещение |
1000 – 960 см-1(сл.) |
СПИРТЫ И ФЕНОЛЫ |
|
Валентные колебания –ОН |
|
Свободная –ОН |
3650 – 3590 см-1 (перем.) |
Межмолекулярная водородная связь |
3550 – 3450 см-1 (один водородный мостик) 3400 – 3200 см-1 (полимеры) |
Внутримолекулярная водородная связь |
3570 – 3450 см-1 (один водородный мостик) |
Хелаты |
3200 – 2500 см-1 (сильные внутримолекулярные связи) |
Деформационные колебания –ОН; валентные колебания С–О |
|
Первичные спирты |
Около 1050 см-1 (с.); 1350 – 1260 см-1 (с.) |
Вторичные спирты |
Около 1100 см-1 (с.); 1350 – 1260 см-1 (с.) |
Третичные спирты |
Около 1150 см-1 (с.);1410– 1310 см-1 (с.) |
Фенолы |
Около 1200 см-1 (с.); 1410 – 1310 см-1 (с.) |
ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ |
|
–СН2–О–СН2– (алкильные простые эфиры) |
1150 – 1060 см-1 (оч. с.) |
Ароматические и др. эфиры с группой =С–О– |
1270 – 1230 см-1 (оч. с.) |
Циклические эфиры: Эпоксидные соединения
Соединения с бóльшими циклами |
около 1250 см-1 (с.); около 890 см-1 (транс) (с.); около 830 см-1 (цис) (ср.) 1140 – 1070 см-1 (оч. с.) |
КЕТОНЫ |
|
–СН2–СО––СН2– Замещенные кетоны с открытой цепью |
1725 – 1705 см-1 |
Кетоны с шести- и семичленным кольцом |
1725 – 1705 см-1 |
Кетоны с пятичленным кольцом |
1750 – 1740 см-1 |
Кетоны с четырехчленным кольцом |
около 1775 см-1 |
Хиноны: - две группы –СО в одном кольце; - две группы –СО в двух кольцах |
1690 – 1660 см-1 1655 – 1635 см-1 |
АЛЬДЕГИДЫ |
|
Колебания СО (насыщенные алифатические) |
1740 – 1720 см-1 |
Колебания С–Н (для все типов) |
2900 – 2700 см-1 (сл.) () 975 – 780 см-1 (ср.) () |
Другие колебания: Алифатические альдегиды
Ароматические альдегиды |
1440 – 1325 см-1 (с.) 1415 – 1350 см-1 (с.) 1320 – 1260 см-1 (с.) 1230 – 1160 см-1 (с.) |
КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ |
|
–ОН свободная (карбоновых кислот) –ОН связанная (карбоновых кислот) |
2700 – 2500 см-1 (сл.) () 3560 – 3500 (ср.) |
С=О(карбоновых кислот) |
1725 – 1700 см-1 (сл.) (насыщенные алифатические) 1700 – 1680 см-1 (сл.) (ароматические) 1670 – 1650 см-1 (сл.) (имеющие внутреннюю водородную связь) |
Колебания С–О () , –ОН (); –ОН (, неплоскостные) |
1440 – 1395 см-1 (сл.); 1320 – 1211 см-1 (с.) 950 – 900 см-1 (переем.) |
Карбоксильная группа |
1610 – 1550 см-1 (с.) (); 1420 – 1300 см-1 (с.) ()
|
СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ И ЛАКТОНЫ |
|
Валентные колебания С=О |
|
Нормальные насыщенные сложные эфиры |
1750 – 1735 см-1 |
Сложные -кетоэфиры |
1755 – 1740 см-1 |
Сложные -кетоэфиры (енольные) |
1755 – 1740 см-1 |
-лактоны (насыщенные) |
1780 – 1760 см-1 |
-лактоны (,-ненасыщенные) |
1760 – 1740 см-1 |
-лактоны (,-ненасыщенные) |
около 1800 см-1 |
-лактоны |
около 1820 см-1 |
Сложные тиоэфиры все типов |
около 1675 см-1 |
Валентные колебания С–О |
|
Формиаты |
1200 – 1180 см-1 |
Ацетаты |
1250 – 1230 см-1 |
Фенолацетаты |
около 1205 см-1 |
Пропионаты и высшие гомологи |
1200 – 1150 см-1 |
Бензоаты |
1310 – 1250 см-1 1150 – 1100 см-1 |
АМИДЫ, ПРОТЕИНЫ |
|
Валентные колебания NH |
|
Первичные амиды: |
|
NH (свободная) |
около 3500 – 3400 см-1 (ср.) |
NH (связанная) |
около 3350 – 3180 см-1(ср.) |
Вторичные амиды: |
|
NH (свободная) |
около 3440 – 3400 см-1(ср.) |
NH (связанная): транс- цис- цис и транс- |
3320 – 3270 см-1(ср.) 3180 – 3140 см-1(ср.) 3100 – 3070 см-1 (ср.) |
Полоса поглощения СО (амидная полоса I) |
|
Первичные амиды |
около 1650 см-1 (тв.) (с.) около 1690 см-1 (разб. Р-ры.) (с.) |
Вторичные амиды |
1680 – 1630 см-1 (тв.) (с.) 1700 – 1670 см-1 (разб. Р-ры.) (с.) |
Третичные амиды |
1670 – 1630 см-1 (тв. и разб. р-ры.) (с.) |
Циклические амиды |
около 1700 см-1 (моноциклические -лактамы) (с.) около 1760 – 1730 см-1 (моноциклические -лактамы в р-ре) (с.) |
Деформационные колебания NН2 (амидная полоса II) |
|
Только первичные амиды |
1650 – 1620 см-1 (тв.) (с.) 1620 – 1590 см-1 (р-р.) (с.) |
Деформационные колебания NН (амидная полоса II) |
|
Только вторичные нециклические амиды |
1570 – 1515 см-1 (тв.) (с.) 1550 – 1510 см-1 (р-р.) (с.) |
Полоса С–N (только первичные) |
1420 – 1400 см-1 (оч. низкая интенсивность) |
АМИНЫ |
|
Полосы поглощения валентных колебаний NH |
|
Первичные амины. Две полосы |
3500 – 3300 см-1 |
Вторичные амины. Одна полоса |
3500 – 3300 см-1 |
Частоты деформационных колебаний NH |
|
Первичные амины |
1650 – 1590 см-1 |
Вторичные амины |
1650 – 1550 см-1 |
Колебания С–N |
|
Ароматические амины: |
|
первичны |
1340 – 1250 см-1 |
вторичные |
1350 – 1280 см-1 |
третичные |
1360 – 1310 см-1 |
Алифатические амины |
1220 – 1020 см-1 (ср. –сл.) вблизи 1410 см-1(сл.) |
АМИНОКИСЛОТЫ |
|
NH3+ |
3130 – 3030 см-1 (ср.) () 1660 – 1610 см-1 (сл.) у г/хл. около 1590 см-1 () (полоса I) 1550 – 1485 см-1 (ср.) () (полоса II) |
NH |
3390 – 3260 см-1 (ср.) (амидоксилоты) |
Карбоксил СООН (ионизированный) |
1600 – 1560 см-1 (с.) (все типы аминокислот и солей, кроме г/хл.) |
Карбоксил СООН (неионизированный) |
1754 – 1720 см-1 (с.) (-аминокислоты) 1724 – 1695 см-1 (с.) (-амидокислоты) 1730 – 1700 см-1 (с.) (,-аминокислоты) |
СО (амидная полоса I) |
1620 – 1600 см-1 (с.) (-амидокислоты) 1650 – 1620 см-1 (с.) др. амидокислоты) |
СО (амидная полоса I I) |
1570 – 1500 см-1 (с.) |
АРОМАТИЧЕСКИЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ |
|
Пиридины и хинолины |
|
СН, С=С, С=N |
около 3020 см-1 (с.) () 1660 – 1590 см-1 (ср.) () около 1500 см-1 (с.) () около 1200 см-1 (с.) () 1100 – 1000 см-1 (с.) () 900 – 650 см-1 (с.) () около 710 см-1 (с.) () |
Пиримидины |
|
СН |
3060 – 3010 см-1 (с.) () |
С=С, С=N |
1580 – 1520 см-1 (ср.) () |
Колебания кольца и СН () |
1000 – 960 см-1 (ср.) 825 – 775 см-1 (ср.) |
НИТРО-, НИРОЗОСОЕДИНЕНИЯ, НИТРАТЫ, НИТРИТЫ |
|
R–NO2 |
800 – 500 см-1 |
–С– NO2 |
1560 – 1500 см-1 (для аром. соед.) () |
–О– NO2 |
1650 – 1600 см-1 () 1300 – 1250 см-1 () |
–N– NO2 |
1630 – 1550 см-1 () 1300 – 1250 см-1 () |
R –О–N=О |
1681 – 1610 см-1 () |
С– N=О, N– N=О |
1410 – 1310 см-1 () |
NO3- |
1410 – 1340– см-1 ; 860 – 800 см-1 |
Приложение № 2
ИК-спектры стандартных образцов лекарственных веществ [9]
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Учебное издание
Авторы:
Гаврилин Михаил Витальевич
Арчинова Татьяна Юрьевна
Маркова Ольга Михайловна
Лихота Татьяна Трофимовна
Курегян Анна Гургеновна
Печинский Станислав Витальевич