Водородная связь спектроскопия

Спектры растворов, жидкостей и кристаллов могут служить важным источником сведений о межмолекулярном взаимодействии, о его тонких деталях. Сравнивая величину низкочастотного сдвига при растворении вещества в серии растворителей, можно определить, как изменяется энергия межмолекулярного взаимодействия веществ с растворителем, электронно-донорные свойства растворителей и др. Особое значение при изучении межмолекулярного взаимодействия приобрела спектроскопия водородной связи. [c.178]

При адсорбции макромолекул на гидроксилированной и химически модифицированной прививкой полярных функциональных групп поверхности кремнеземов, помимо проявления универсальных дисперсионных межмолекулярных взаимодействий, возможно проявление и специфических межмолекулярных взаимодействий полярных групп макромолекул с адсорбентом. В случае адсорбции на гидроксилированной поверхности кремнеземов специфические межмолекулярные взаимодействия возможны у тех звеньев макромолекул, которые могут образовывать с силанольными группами поверхности водородные связи. Действительно, методом инфракрасной спектроскопии обнаружено образование водородных свя- [c.334]

Однако в ряде вопросов, например, при изучении межмолекулярных взаимодействий, процессов комплексообразова-ния, водородной связи, ассоциаций и самоассоциаций, достижения спектроскопии ЯМР не так велики, как в ПМР-спектроскопии. [c.137]

Из рассмотренного видна важная роль водородной связи в химических процессах в неживой и живой природе. Водородная связь проявляется во многих свойствах молекул, в том числе спектральных, поэтому для ее исследования сейчас широко применяют методы ИК-спектроскопии, ядерного магнитного резонанса и др. [c.276]

Методы количественной инфракрасной спектроскопии часто используют для нахождения равновесных данных, особенно при изучении процессов ассоциации за счет образования межмолекулярных водородных связей. [c.245]

Широкое распространение получили также исследования равновесных процессов с применением ЯМР-спектроскопии высокого разрешения. Следствием ассоциации и образования водородных связей являются достаточно значительные изменения спектральных параметров сигналов тех молеку- [c.263]

Установить наличие водородной связи можно различными способами, в том числе измерением дипольных моментов, по особенностям растворимости, понижению температуры замерзания, теплотам смешения, но наиболее важный способ основан на том влиянии, которое оказывает водородная связь на вид инфракрасных [9] и других спектров. Частоты колебаний в ИК-спектре таких групп, как О—Н и С = О, значительно сдвигаются, если эти группы участвуют в образовании водородной связи. При этом всегда наблюдается сдвиг полос поглощения в область более низких частот для обеих групп А—Н и В, причем для первых этот сдвиг более значителен. Например, свободная группа ОН в спиртах и фенолах поглощает в области от 3590 до 3650 см если же эта группа участвует в образовании водородной связи, полоса поглощения смещается на 50—100 см и расположена в области от 3500 до 3600 см [10]. Во многих случаях в разбавленных растворах только часть ОН-групп участвует в образовании водородных связей, а часть находится в свободном состоянии, тогда в спектрах наблюдается два пика. С помощью инфракрасной спектроскопии можно различить меж- и внутримолекулярные водородные связи, поскольку первые дают более интенсивный пик при повышении концентрации. Для определения водородных связей используются и другие виды спектроскопии КР-, электронная, ЯМР-сиектроскопия [11, 12]. Поскольку при образовании водородной связи протон быстро переходит от одного атома к другому, ЯМР-спектрометр записывает усредненный сигнал. Водородную связь определяют обычно по смещению химического сдвига в более слабое поле. Водородная связь меняется в зависимости от температуры и концентрации, поэтому сравнение спектров, записанных в разных условиях, служит для определения наличия водородной связи и измерения ее прочности. Как и в ИК-спектрах, в спектрах ЯМР можно различить меж- и внутримолекулярные водородные связи, так как последняя не зависит от концентрации. [c.115]

Очень своеобразная прочная водородная связь обнаружена методами ИК- и ПМР-спектроскопии в молекуле трео-1-(2, 6 -диметоксифенил)-1-окси-2-нитропропана [76] [c.268]

При практическом использовании метода ИК-спектроскопии для доказательства образования внутримолекулярных водородных связей съемки ИК-спектров должны проводиться при разных концентрациях, в том числе при больших разбавлениях, так как только независимость положения и интенсивности полосы поглощения связанной гидроксильной группы от концентрации может служить доказательством образования внутримолекулярной водородной связи. Если же при разбавлении происходят существенные изменения, это свиде тельствует о межмолекулярной ассоциации с помощью водородных связей. [c.352]

Межмолекулярные взаимодействия играют важную роль в осуществлении многих химических и биологических процессов. Образование водородной связи, перенос заряда, возникающие в результате слабых межмолекулярных взаимодействий, меняют не только химические свойства самих молекул, участвующих в них, но и физико-химические свойства среды, в которой осуществляются такие взаимодействия. Для описания состояния, в котором находятся молекулы, используют термин молекулярный комплекс , время жизии которого чрезвычайно мало — порядка Ю —10 с. Образование мо-лекулярны х комплексов регистрируют спектральными методами, так как физические свойства комплексов отличаются от свойств чистых компонентов. Одним из спектральных методов, позволяющих получить информацию о величинах констант равновесий, термодинамических и спектральных характеристик молекулярных комплексов, является спектроскопия ЯМР. [c.98]

Степень связывания фенолов водородными связями легко определяется методами ЯМР- и ИК-спектроскопии. Существует линейная зависимость между термодинамическими функциями водородных связей и значениями р/Са фенолов. Ниже показано, что алкил-замещенные фенолы имеют лишь ненамного более низкую кислотность, чем фенол [7—10] [c.41]

Существенную роль ИК-спектроскопия сыграла в изучении ассоциации пероксидных соединений, исследовании водородных связей в растворах, содержащих пероксиды [23, 127,128]. Более подробно этот вопрос рассмотрен в разд. 5.3. [c.144]

Приведен спектр 1-метилурацила в НаО и ОаО. Заметим, что в ОаО полоса амид II вообще отсутствует. Это иллюстрирует еще один путь примеиения инфракрасной спектроскопии, который оказался особенно полезен при изучении белков. Исчезновение полосы амид II при перенесении белка в ОзО дает возможность проследить за обменом протонов, участвующих в образовании водородных связей, в структурированных областях белков [10]. На рис. 13-4 приведен также инфракрасный спектр 1-метилурацила, содержащего 0 в 4-м положении. Обратите внимание на сдвиг полосы амид II на 7 см" , указывающий, что колебания, связанные с изгибом N—Н-связи, в значительной мере сопряжены с валентными колебаниями связей С = 0 и С = С. [c.13]

Образование водородных связей подтверждено экспериментальным ме-10М ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием. [c.479]

Внутри- и межмолекулярные водородные связи легко различить с помощью спектроскопии ЯМР, поскольку только при образовании межмолекулярных водородных связей резонансные частоты гидроксильного протона или протонов аминогруппы сильно зависят от концентрации. В качестве иллюстрации на рис. IV. 19 сравниваются спектры салицилового альдегида и этанола при различных концентрациях. [c.106]

Часто для определения содержания свободных гидроксильных групп в частично метилированном продукте применяется метод инфракрасной спектроскопии. В ИК-спектрах полисахаридов гидроксильные группы, связанные водородными связями, дают широкую [c.90]

Со значительно большим успехом инфракрасная спектроскопия используется в последнее время для общей характеристики полисахарида, наличия в нем тех или иных групп, их пространственного, расположения, конформации молекул, а также надмолекулярной структуры. В последнем случае удается наблюдать за характером межмолекулярных взаимодействий, например таких, как водородные связи, а также степенью ориентации макромолекул между собой. [c.153]

Основными факторами, влияющими на структуру кристаллогидратов, следует считать водородную связь молекул воды. Однако из довольно большого количества работ, посвященных изучению структуры кристаллогидратов методами колебательной спектроскопии, лишь незначительное число приходится на долю исследований по изучению состояния кристаллизационной воды и образуемых ею связей с ионами. Основная же часть работ посвящена разбору и интерпретации полос анионов как в области их валентных, так и деформационных колебаний [165—178]. [c.53]

Вследствие используемого метода наблюдения, обычно химические сдвиги являются единственными параметрами, которые можно извлечь из спектра ЯМР С. Часто в спектре содержится просто единственный сигнал для каждого неэквивалентного атома углерода или группы в молекуле. В качестве примера рассмотрим спектр этилацетата (см. рис. 9.3-9). Четырем ядрам углерода соответствуют четыре сигнала. Наша задача —правильно отнести каждый сигнал к соответствующему типу ядер. Таким образом, знание общих правил, связывающих химические сдвиги с молекулярной структурой, даже более важно в спектроскопии ЯМР С, чем в ПМР. В обсуждении химических сдвигов протонов в предыдущей главе мы рассмотрели некоторые специальные явления, такие, как эффект кольцевых токов и магнитной анизотропии соседней группы, для того, чтобы понять экспериментальные результаты. Мы также упоминали межмолекулярные эффекты, такие, как влияние растворителя и температуры, в частности в связи с химическими сдвигами протонов групп ОН, 8Н, и NH (обмен протонов и водородные связи). В спектроскопии ЯМР на ядрах С все эти эффекты, вьфаженные в м.д., близки по величине к эффектам в ПМР. Следовательно, при рассмотрении суммарных сдвигов в диапазоне около 220 М.Д. они будут менее значимы. С другой стороны, эффекты заместителей, играющие важную роль в спектроскопии ПМР, остаются важными и в случае химических сдвигов ядер С. [c.232]

Другим хорошо известным примером является концентрационная зависимость полосы гидроксидной группы. Часто бывает необходимо измерять спектроскопическими методами концентрацию либо самой гидроксидной группы, либо молекул, содержащих эту группу. Иногда это можно сделать, используя один из методов, обсуждаемых ниже. Одиако из-за тенденции гидроксидных групп к образованию водородной связи с кислородом и другими электроотрицательными атомами (стр. 168 — 174) ИК-спектроскопия в данном случае не столь полезна для количественного анализа, как в других. Если растворитель или другие находящиеся в растворе вещества, достаточно инертны, то относительные интенсивности полос ассоциированных и неассоциированных групп ОН определяются концентрацией и температурой раствора [c.268]

ИК-спектроскопией установлено, что ОН-группы связаны мел<-ду собой водородной связью [375], что в значительной степенп обусловливает ассоциацию асфальтенов даже в очень разбавлен- ных растворах. В результате метилирования, силилирования и ацетилирования молекулярная масса уменьшается от 5920 до 3720, 3680 и 4200 соответственно, что свидетельствует о частичном меж-молекулярном характере водородной связи в асфальтенах. [c.172]

На рис. 9.19—9.21 воспроизводятся электронные микрофотографии реплик поверхностей разрушения ПА-6, полученного кристаллизацией под давлением [202]. На микрофотографиях видны стопы ламелл толщиной до 700 нм. На основании обширных исследований методами инфракрасной спектроскопии, широкоуглового рассеяния рентгеновских лучей и методами электронной микроскопии авторы данной работы пришли к выводу, что ламеллы состоят из вытянутых цепей. Согласно их предположению (рис. 9.22), трещина преимущественно может распространяться либо вдоль плоскостей (010) (в которых располагаются концы цепей, а также примеси, отторгнутые фронтом роста), либо вдоль плоскостей (002) —в слоях водородных связей ламелл. В обоих процессах не происходит разрыва связей основной цепи или водородных связей. [c.393]

Водородные связи, образующиеся между молекулами протонных растворителей и ароматическими или непредельными углеводородами, можно рассматривать как частный случай я-комплексов. Типичные признаки образования Я-связей, устанавливаемые методом ИК-спектроскопии — сдвиг в область более низких частот валентного колебания атома водорода, увеличение интепральной интенсивности этой полосы поглощения. [c.14]

Механизм удаления силанольных групп с поверхности уже в значительной степени дегидроксилированных кремнеземов, а также распределение силанольных групп на разных стадиях дегидроксилирования еще не выяснен. Наиболее ценные сведения о термическом дегидроксилировании поверхности высокодисперсных крем-неземов получены методом ИК спектроскопии. Дегидроксилирование поверхности осуществляется не только за счет силанольных групп, возмущенных по водороду (полоса 3390 см ) и кислороду (полосы 3730 и 3742 см ), но частично и за счет свободных силанольных групп поверхности (полоса 3750 см ). Таким образом, в результате обработки в ваку уме при 200°С сильно гидроксилированной поверхности кремнезема с нее удаляются не только возмущенные взаимной водородной связью силанольные пары, но отчасти и изолированные силанольные группы. В процессе дальнейшего дегидроксилирования при повышении температуры (см, рис, 3.7) на поверхности кремнезема остаются преимущественно изолированные силанольные группы. Узкая полоса, соответствующая колебаниям свободных, т. е. не возм ущенных по водороду силанольных групп, сохраняется в спектрах кремнезема, обработанного при значительно более высоких температурах (рис. 3.9). ИК спектры аэросила, полученные после прокаливания образца при 700—1000°С, показывают, что полоса он = 3750 см- мало возмущена водородной связью (узкий, почти симметричный контур). Уменьшение оптической плотности этой полосы с повышением температуры предварительной обработки образца вызывается уменьшением поверхностной концентрации свободных силанольных групп. Слабая низкочастотная асимметрия полосы, сохраняющаяся вплоть до обработки образца при 1000°С, связана с неоднородностью взаимодействия остающихся силанольных групп с соседними силоксановыми группами аморфных кремнеземов. [c.62]

Иначе обстоит дело, когда требуется выяснить строение быстро разрушающихся ассоциатов и комплексов с участием молекул компонента, концентрация которого в растворе велика. В пределе это может быть однокомпонентная жидкость. В таких случаях картина ассоциации и комплексообразования обычно усложняется. Анализ ее лучше выполнять несколькими независимыми методами, дополняющими и контролирующими друг друга. Когда среднее время жизни ассоциатов или комплексов в концентрированных растворах меньше 10" — 10 с, применение ИК-спектроскопии или ЯМР обычно указывает лишь на существование явлений ассоциации и комплексообразования. Обнаруживаются изменения химических сдвигов, смещения в ИК-спектре характеристических полос поглощения, аномальное изменение их интенсивности, появление новых полос, и факты порой дают косвенные основания для гипотез о структуре жидкой фазы. Но теории, однозначно связывающей инфракрасные спектры или спектры ЯМР со строением жидкостей, нет, поэтому гипотезы, основанные на данных об этих спектрах для концентрированных растворов нуждаются в проверке. Например, ИК-спектры жидкой уксусной кислоты исследуются около 40 лет. Спектры показывают, что в жидкой уксусной кислоте имеются водородные связи С—Н...0 но они не дают сведений о строении ассоциатов (СНзСООН), и их концентрациях. Одни из авторов утверждают, что уксусная кислота состоит из кольцевых димеров, другие находят цепочечные образования, третьи отмечают, что спектр связей О—Н...0 цепочечных и кольцевых ассоциатов одинаков и поэтому с помощью ИК-спектров эти структуры различать невозможно. Другой пример — жидкий диметилформамид. Спектры ЯМР дают основание считать, что в жидком диметилформамиде и его растворах присутствуют ассоциаты (СНз)2КСНО. Было высказано предположение, что молекулы диметилформамида в жидкой фазе образуют кольцевые димеры. Но, как вскоре выяснилось, наблюдавшиеся особенности спектров ЯМР главным образом обусловлены не ассоциацией, а влиянием реактивного поля. Оказалось, что ассоциаты (СНдМСНО) имеют в основном цепочечную структуру. [c.108]

Рефрактометрический метод позволил установить наличие СИЛЬНЫХ водородных связей в ферро- и ферри-циа-иидных кислотах (1958 г. [212]). Впоследствии этот результат был подтвержден методами ИК-спектроскопии [234, 235], структурного анализа [236] и мессбауэрского исследования [237]. [c.192]

Гваякол получают в промышленных условиях нз древесного дегтя и применяют для изготовления медицинских препаратов, обладающих отхаркивающим действием. Гваякол является изомерным метоксифенолом, образующим водородные связи (доказано инфракрасной спектроскопией) даже в очень разбавленных растворах. Нарпсуйте структурную формулу гваякола. [c.324]

I цитируемой работе, опрделяется изменением температуры сшивания и уменьшением концентрации групп, способных к образованию водородных вязей. Изменение концентрации этих групп достигали использованием со-юлимера метилметакрилата и стирола. С помощью ИК-спектроскопии с Ьурье-преобразованием показано, что для сохранения совместимости в дан-1ЫХ смесях необходимо поддерживать величину межмолекулярного взаилю-хействия, обусловленного водородными связями, не ниже определенной критической величины. [c.477]

Применение спектроскопии ЯМР. Спектроскопия ЯМР относится к неразрушающим методам анализа. Совр. импульсная ЯМР фурье-спектроскопия позволяет вести анализ по 80 магн. адрам. ЯМР спектроскопия - один из осн. физ.-хим. методов анализа, ее данные используют для однозначной идентификации как промежут. продуктов хим. р-ций, так и целевых в-в. Помимо структурных отнесений и количеств, анализа, спектроскопия ЯМР приносит информацию о конформационных равновесиях, диффузии атомов и молекул в твердых телах, внутр. движениях, водородных связях и ассоциации в жидкостях, кето-енольной таутомерии, металло- и прототропии, упорядоченности и распределении звеньев в полимерных цепях, адсорбции в-в, электронной структуре ионных кристаллов, жидких кристаллов и др. Спектроскопия ЯМР - источник информации о структуре биополимеров, в т. ч. белковых молекул в р-рах, сопоставимой по достоверности с данными рентгеноструктурного анализа. В 80-е it. началось бурное внедрение методов спектроскопии и томо-фафии ЯМР в медицину для диагностики сложных заболеваний и при диспансеризации населения. [c.519]

В отношении каркасных систем, крайне редких среди производных пиримидина, интересно отметить, что пространственные структуры некоторых 5,5-ди-алкилбарбитуровых кислот включают элементы каркасного типа возможно, именно эти стереохимические особенности способствуют образованию вышерассмотренных гетероциклов. В качестве примера можно привести соединения 176-178, пространственное строение которых в случае производного 176 (пунктирной линией изображена водородная связь между МСНз-группой и атомом кислорода карбонильной группы) было установлено комплексом методов, включая РСА и спектроскопию ЯМР Н и С [126, 127], и методы спектроскопии ЯМР и УФ для производных 177 [126] и 178 [128]. [c.340]

Исследование механизма адсорбции веществ на си-ланольных поверхностях успешно проводится с использованием метода ИК-спектроскопии [314—316]. Достаточно подробные экспериментальные результаты получены при исследовании адсорбции воды [317, 318]. Надежно установлено, что в ИК-спектрах поглощения веществ, содержащих 51—ОН-группы, имеется интенсивная резкая полоса поглошения с частотой 3749 смг (ОН-коле-бание дегидратированной силанольной поверхности). При адсорбции малых количеств воды эта полоса свободных ОН-групп незначительно уменьшается по интенсивности [41, 319]. Кроме того, с низкочастотной стороны к ней примыкает широкая полоса, которую относят к колебаниям также поверхностных ОН-групп, но возмущенных водородной связью друг с другом [320—322]. Эта полоса не разрешена, поэтому трудно определить ее частоту. [c.131]

С тех пор как колебательную спектроскопию начали использовать для анализа органических соединений, собраны подробные корреляционные таблицы частот функциональных групп (см. Приложение 5 Таблицы Колтупа и разд. 9.2.4). В этих таблицах содержится информация о влиянии соседних групп, возможных водородных связях и взаимодействиях связей. [c.189]

Энергии водородных связей спиртов в СС14, измеренные методом ИК-спектроскопии [c.171]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология