Применение ИК-. УФ- и ПМР-спектроскопии для изучения структуры органических соединений

Это подлинная энциклопедия химической мессбауэровской спектроскопии — нового и перспективного метода исследования. В ней рассмотрены теоретические и экспериментальные основы метода ядерного гамма-резонанса (ЯГР-спектроскопии) и применение этого метода в различных областях современной химии для изучения строения и структуры сплавов, неорганических и органических соединений олова и железа, для изучения биологических объектов, соединений иода, ксенона, редких и тяжелых элементов. Включены также данные по применению эффекта Мессбауэра для изучения релаксационных эффектов и реакций горячих атомов в твердых телах. [c.279]

Строение вещества. В этом разделе изучается строение атомов и молекул, а также агрегатные состояния веществ. В экспериментальных исследованиях строения молекул наибольщее применение получил метод молекулярной спектроскопии. При изучении агрегатных состояний рассматриваются взаимодействия молекул в газах, жидкостях и кристаллах. Этот раздел имеет важное значение для фармации. Подавляющее большинство лекарственных веществ представляет собой сложные органические соединения с несколькими функциональными группами в молекуле. Химическая структура соединений определяет их биологическую активность. Установление химической структуры соединений методами молекулярной спектроскопии и выяснение связи с биологической активностью представляют собой важные проблемы фармации. [c.9]

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) -важнейший спектроскопический метод выяснения молекулярной структуры и стереохимии органических соединений. Спектроскопия ЯМР широко применяется в органической, неорганической, металлоорганической, биологической и медицинской химии, где с ее помощью получают детальную ин юр-мацию не только о низкомолЬкулярных соедининиях, но и о синтетических и природных полимерах и макромолекулах. Кроме того, спектроскопия ЯМР находит широкое применение для исследования цутей биосинтеза, химической динамики, а также для непосредственного изучения все большего числа внутриклеточных процессов, целых органов и даже живых организмов. Эта глава, однако, посвящена главным образом определению структуры органических соединений с помощью спектроскопии ЯМР Н и С. [c.79]

Спектроскопия ЯМР используется в основном для изучения структуры органических соединений, но этот метод применяется также и для количественного анализа. На основании обзорных статей и монографий составьте обзор основных типов аналитических применений ЯМР. [c.217]

Определение структуры органических соединений. Используя характеристическое поглощение отдельных хромофорных групп, можно судить об их присутствии (количественном и качественном) в исследуемом соединении. Батохромный или гипсохромный сдвиг максимума поглощения и изменение интенсивности поглощения может свидетельствовать о характерном влиянии заместителя, об определенном стерическом эффекте или же указывает на взаимодействие между хромофором и его внутри- и межмолекулярпым окружением. В работе [199] приведены эмпирические правила, касающиеся изменения длины волны и интенсивности поглощения некоторых хромофоров под влиянием замещения, однако для более успешного применения спектроскопии для изучения структуры и строения органических соединений нужно использовать и знать характер электронных переходов в молекулах и обусловленные ими полосы поглощения. [c.71]

ПРИМЕНЕНИЕ ИК И УФ СПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ [c.192]

Мы не будем касаться характеристических частот, хотя спектроскопия КР, вероятно, должна превратиться в широко используемый метод качественного анализа, особенно в органической химии [1, 2]. Спектроскопию КР применяют для изучения твердого состояния потому, что в основном исследуемые образцы при комнатной температуре находятся в твердом состоянии или при отвердевании сужаются спектральные полосы. Ограничивая круг вопросов, обсужденных в данной главе, нам казалось важным остановиться на рассмотрении только тех проблем, которые связаны с твердым агрегатным состоянием. При этом мы не преследуем цели представить полный литературный обзор последних работ по спектроскопии КР молекулярных кристаллов. Мы рассмотрим спектры малых молекул, так как они служат лучшей иллюстрацией использования спектроскопии КР для получения информации о структуре и колебательных уровнях энергии молекулярных кристаллов. Для читателей, интересующихся в основном аналитическим применением спектроскопии КР, можно рекомендовать более общие труды по колебательным спектрам [3, 4]. Ссылки на работы, посвященные спектрам КР конкретных соединений, можно найти в обзорах [5, 6]. [c.356]

Конечно, всегда ценно иметь и спектр КР и ИК-спектр соединения, особенно в случае структур с симметрией, поддающейся определению. Правила отбора в названных спектрах различаются, и часто невозможно получить все фундаментальные частоты только из одного типа спектров. Кроме того, вода представляет превосходный растворитель для спектроскопии КР, поскольку рассеивает очень слабо. Для умеренно концентрированных растворов часто оказывается возможным получить спектр вплоть до ЗЮО см без каких-либо помех со стороны растворителя. Низкочастотные колебания также могут быть легко изучены методом спектроскопии КР. Соблюдая определенные предосторожности при приготовлении растворов, можно получить спектр водного раствора вплоть до 150 см . В случае чистых жидкостей можно наблюдать линии КР, расположенные вплотную к возбуждающей частоте. В случае мелкокристаллических порошков возможность изучения низкочастотных колебаний существенно зависит от конструкции монохроматора. С двойными монохроматорами, снабженными дифракционными решетками, обычно удается получить спектр, начиная от 100 см , без применения специальной техники. Для наблюдения более низких частот обычно необходимо применять узкие щели или узкополосные интерференционные фильтры для ослабления интенсивного излучения на возбуждающей частоте, которое в противном случае отражается от поверхностей кристалликов непосредственно в монохроматор. В настоящее время наряду со спектроскопией КР при изучении низкочастотных колебаний, которые более важны в неорганической химии, чем в органической, стали применяться выпускаемые промышленностью длинноволновые ИК-спектрометры, позволяющие получать спектры приблизительно до 33 см- . [c.15]

Очень небольшой объем книги не позволил авторам хотя бы вкратце рассмотреть более современные методики спектроскопии, например двумерную спектроскопию ЯМР, индуцированную столкновениями диссоциацию в масс-спектрометрии и другие методические приемы, без которых сейчас не обходится ИИ одно исследование по изучению структуры органических соединений. Кроме того, эта книга нацелена только на определение структуры продуктов органических реакций, и в ней (опять-таки, очевидно, в силу 01раниченного объема) совершенно не рассматривается проблема применения органической спектроскопии для выяснения строения природных сое- [c.6]

При недостаточной предварительной информации наиболее рациональным является применение спектральных методов. УФ-, ИК-, ЯМР- и масс-спектроскопия в настоящее время составляют основной арсенал средств изучения структуры органических соединений. Как правило, для их применения требуются довольно чистые образцы, которые можно приготовить с помощью ВЭЖХ. Если идентифицируемое соединение присутствует в изучаемой смеси в концентрации 5% и выще, необходимое количество очищенных веществ можно получить на обычной аналитической или полупрепаративной колонке. При этом не требуется специальный препаративный хроматограф. Проблема выделения примесей, естественно, значительно сложнее, и в этом случае необходимо [c.325]

Применение ЯМР к изучению структуры органических соединений [3] по существу началось с 1953 г. Л]. За десять лет метод преврат1шся в один из самых мощных мет01Д0 В исследования структуры органических соединений. Современная аппаратура ЯМР-спектроскопии с разрешающей способностью 10 позволяет разделить две линии, различающиеся на 1 гц. Таким образом, спектральная разрешающая способность ЯМР более чем в миллиард раз выше, нежели разрешающая способность инфракрасной спбктроско1пии. [c.358]

Применение ЯМР для изучения тонких деталей структуры органических соединений. ЯМР-спектроскопия успешно использовалась для п. зучепия конфигурац1П1 и конформаций молекул, однако в этой [c.363]

Изучение релаксационных явлений в полимерных материалах преследует две цели. Первая связана с тем, что механическая, как и диэлектрическая релаксация, чувствительна к особенностям молек /лярной и надмолекулярной структуры вешества. Следовательно, исследование релаксационных явлений, которое можно назвать механической спектроскопией, представляет собой метод определения элементов дискретной структуры вещества. Эта проблематика привлекает заслуженное внимание физи-ко-химиков и тесно связана с оценкой температурных областей применения тех или иных полимерных материалов. Уровень зарубежных работ и последние достижения в этом направлении исследований достаточно полно характеризуются двумя публикациями— обзором А. Вудворта и Дж. Сойера Явления механической релаксации в сборнике Проблемы физики и химии твердого состояния органических соединений ( Мнр , М., 1968, стр. 329) и сборником Переходы и релаксационные явления в полимерах под редакцией Р. Бойера ( Мир , М., 1968). [c.5]

Главная задача спектроскопии ЯМР — определение структуры чистых органических соединений. Метод особенно важен для изучения конфигурации основной цепи, изомерии и пространственной геометрии молекулы. Последнее из указанных применений связано с присутствием в органических молекулах магнитно-анизотропных групп, пространственное расположение которых сильно влияет на вид спектра. К таким группам относятся ароматические и трехчленные кольца, карбонильные группы, ацетиленовые инитрильные группы. Возможность сравнительно простого определения пространственного строения определила широкое применение ЯМР-спектроскопии для исследования природных соединений. ЯМР-спектроскопия неоценима при определении цис-транс-шгои жа относительно двойной связи, изомерии производных бензола, состава смеси кето-енолов и других таутомеров. Основные ограничения метода определяются сложностью интерпретации спектра при наличии большого числа магнитных ядер, а также возможностью подбора подходящего растворителя (не поглощающего в области резонанса исследуемого вещества). Первое ограничение в значительной степени преодолевается совершенствованием техники математического анализа спектров и применением специальных методов. К последним относятся двойной ядерный магнитный резонанс, изотопное замещение, использование приборов с более высокой напряженностью магнитного поля, исследование резонанса на ядрах при природном содержании и др. (гл. IV). Второе же ограничение устраняется использованием набора растворителей, в том числе изотопнозамещенных (главным образом, дейтерированных) соединений. [c.47]

Книга посвящена вопросам изучения электронных спектров поглощения различных типов оргатшческих соединений. Наряду с кратким излол<ением основных сведений по абсорбционной спектроскопии в книге приведены данные по спектрам поглощения большого числа органических веществ, представляющие большую практическую ценность рассмотрены вопросы применения электронных спектров для идентификации я анализа органических соединений, для определения молекулярной структуры и изомерии органических веществ. Книга представляет большой интерес для широкого круга химиков-органиков, применяющих методы спектрального aнaJПlзa для peuJeния практических и теоретических задач органической химии. [c.507]

Рассмотренные в разделе методы исследования дают ценнейшую информацию о строении, электронных эффектах и передаче взаимного влияния групп в органических, элементорганических, неорганических и координационных соединениях. Как спектроскопия ЯКР, так и мессбауэровская спектроскопия оказались весьма полезными при изучении некоторых биохимических объектов и проблем, показана перспективность их применения в макромоле-кулярной химии. Получено много интересных эмпирических корреляций параметров, определяемых из спектров ЯКР и ЯГР, с другими физико-химическими характеристиками веществ. Оба метода позволяют исследовать структуру и динамику твердых фаз, фазовые переходы, подвижность молекул в кристаллах и многие другие проблемы. [c.131]

По-видимому, даже непосвященному в таинства органического синтеза ясно, что такой путь слишком тру-.цоемок и не может применяться в качестве рутинного метода хотя бы по той простой причине, что для осмысленного планирования синтеза дейтерированных аналогов нужно прежде всего знать структуру соединения, а зто лишает смысловой основы расшифровку спектра ПМР как шага на пути установления структуры соединения. Поэтому синтез дейтероаналогов применяется тогда, когда расшифровка сложных спектров имеет самодовлеющее значение, например в исследовании закономерностей спектра ПМР новых классов соединений и т. д. (собственно, закономерности, на которые мы теперь опираемся при структурном применении ПМР, и были в свое время добыты таким трудоемким путем). В рутинном же применении ПМР для структурных исследований отнесение сигналов в значительной мере основывается на изученных ранее особенностях спектров соединений этого класса, на ряде общих закономерностей спектроскопии ПМР, а также на многих частных приемах расшифровки. [c.81]

В химии сахаров, так же как и в других областях органической химии, ИК-спектроскопию применяют прежде всего для функционального анализа соединения —для характеристики функциональных групп и их взаимного расположения. Кроме того, с помощью ИК-спектра можно иногда получить некоторые сведения о структуре и стереохимии моносахаридной молекулы в целом. Наконец, ИК-спектроскопия может использоваться для установления идентичности или неидентичности двух образцов. Для решения каждой из этих задач приходится выбирать соответствующие экспериментальные условия. Так как моносахариды нерастворимы в растворителях, применяемых в ИК-спектроскопии ( I4, H I3, Sj), а использование воды в качестве растворителя требует специальной сложной техники снятие ИК-спектров в растворе производится только для изучения замещенных производных моносахаридов. Для самих моносахаридов, а также для их производных снятие спектров обычно проводится в вазелиновом масле или в таблетках, состоящих из образца и бромида калия. Каждый из этих методов не свободен от принципиальных недостатков, а их применение связано с некоторыми техническими трудностями. [c.58]

Идентификация олефиновых связей в органических молекулах представляет собой одну из самых плодотворных областей применения ЯМР-спектроскопии к структурным проблемам. Ранними примерами применения метода ЯМР к решению такого рода проблем в химии природных соединений являются работы Даубена и Ханса [44], посвященные изучению реакций с участием ф-сан-тонина, а также работы Робертса [19] и Эттлингера [53] по исследованию структуры кислоты Фейста. Спектры ЯМР дают информацию относительно всех типов олефиновых связей выводы делают на основании характеристических частот олефиновых протонов или по данным резонансного поглощения соседних протонов, в частности, протонов метильных групп (см. выше). В то время как инфракрасная спектроскопия способна дать достаточно надежную информацию только в отношении экзоциклических и л ис-дизамещенных олефиновых связей, пользуясь методом ЯМР, можно получить сведения о числе олефиновых протонов, о типе двойной связи, а во многих случаях также о геометрической конфигурации групп, расположенных вокруг двойной связи. Поскольку двойная углерод-углеродная связь дезэкрани-рует соседние протоны, эти протоны дают сигналы в области 4,5—8,0 м. д., хорошо отличимые от сигналов обычных, рассмотренных ранее типов водородных группировок. [c.239]

В настоящем обзоре излагаются физические основы фото-, рентгеноэлектронной и рентгеновской спектроскопии, необходимые для понимания различных аспектов применения методов к изучению валентных электронных уровней. Рассмотрены вопрос о сравнении экспериментальных данных с расчетами и степень достоверности различных методов расчета. Приведены энергии ионизации и другие характеристики уровней для более чем двухсот свободных молекул и изолированных групп в кристаллах. Опубликованный к настоящему времени материал в этой области столь велик, что заведомо исключает охват всех исследованных соединений. В рамках настоящего обзора рассмотрены данные для простых и комплексных неорганических соединений и примыкающих к ним простых органических и элементоорганических молекул. В обзор включены также данные по зонной структуре нескольких десятков соединений типаЛ"5 (п=1,2,3,4), а также окислов переходных и непереходных металлов. Совместное рассмотрение свободных молекул и твердых тел диктуется не только совпадением применяемых физических методов, но и единством самой природы химической связи, что выражается в наличии общих закономерностей. В последней главе обзора рассмотрены степень участия различных атомных орбиталей в образовании химической связи, взаимосвязь атомных и молекулярных орбитальных энергий, изменения электронного строения в ряду изо-электронных и изовалентных соединений. [c.6]

Химическое отделение Заведующий W. D. Ollis Направление научных исследований теория химической связи в органических и неорганических молекулах спектроскопия возбужденных молекул применение рентгеновской дифракции для изучения строения жидкостей и растворов реакции атомов и радикалов в газовой фазе полярография в неводных растворителях химическая структура смешанных окислов металлов боргидриды органические реакции в сильных кислотах фотоокисление электронная и вибрационная релаксация в ароматических молекулах металлорганические соединения и комплексы переходных металлов химия фенолов, природных пигментов, алкалоидов механизм действия энзимов строение, синт. з, биосинтез и масс-спектрометрия природных О-гетероциклических соединений фотохимия нуклеиновых кислот полициклические тиофены нитроамины биосинтез. [c.270]

Научные исследования в области органической химии, вклю-чаюпще, в частности, синтез новых соединений, установление их структур и изучение кинетики и механизмов реакций, также требуют применения методов первой группы, однако большая часть аналитической работы выполняется с помощью современной инструментальной техники масс-спектрометрии, высокоэффективной жидкостной и газовой хроматографии, ЯМР-спектроскопии и т. п. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология