Физико-химические методы исследования биологически активных веществ

Лекция №2

•Электронная, или УФ-спектроскопия

–Закон Бера-Бугера-Ламберта

–Способы изображения электронных спектров

–Взаимосвязь электронных спектров и структуры органических молекул. Хромофоры и ауксохромы.

–Классификация полос поглощения

Закон Бера-Бугера-Ламберта

Экспериментально открыт П. Бугером (1729), теоретически выведен И.Г. Ламбертом (1760), для растворов исследован А. Бером (1852)

lg (I0/I) = alc

А = lc	П. Бугер	И.Г. Ламберт

а- коэффициент поглощения, константа, зависящая от

, но не зависящая от концентрации;

l - длина оптического пути; c - концентрация

При с [моль/л], b[см] , a =

- молярный коэффициент поглощения

Величина молярного коэффициента поглощения пропорциональна вероятности определенного перехода

А = lg (I0/ I)	А – погашение
Т = I/I0	(оптическая плотность D)
А = - lgТ	Т - пропускание

Способы изображения электронных спектров

Электронные спектры поглощения записываются в виде зависимости поглощения от длины волны (Ǻ , нм) или частоты (см-1)

Величина поглощения может быть выражена:

процентом поглощения [(I0 – I)/ I0 · 100% ], процентом пропускания [(I/I0) · 100%],

оптической плотностью D , коэффициентом молярного поглощения (ε)

или его логарифмом (lgε)

максгексан = 235 нм ( 5400).

Области поглощения растворителей, наиболее часто используемых в УФ-спектроскопии

А = 0,2 до 0,7.

сведения о концентрации раствора и толщине кюветы всегда должны сопровождать выдаваемый прибором спектр А = f(λ)

Водный раствор комплекса мальтола и железа (III) (FeMa3 (III), 12.8 мг/л)

O

OH

3-гидрокси-2-метил-4Н-пиран-4-он (мальтол)

O

Взаимосвязь электронных спектров и структуры органических молекул

Для характеристики спектральных изменений, вызванных модификацией структуры, введены специальные термины:

гипсохромный сдвиг (синий сдвиг) – для смещения полос поглощения в коротковолновую область спектра;

батохромный сдвиг (красный сдвиг) – для смещения полос поглощения в область длинных волн;

гиперхромный эффект – увеличение интенсивности поглощения;

гипохромный эффект – уменьшение интенсивности поглощения.

Гипсохромный сдвиг

Оптическая плотность

Гиперхромный эффект

пиГ рхо

оБатохромный сдвиг мны йэ фф ект

Длинна волны, нм

диэтиловыйводметэтанолгекснолэфир

Гипсохромный сдвиг полосы n -> при увеличении полярности растворителя

305

312

315

326

327

, нм

Батохромный сдвиг полосы-> при увеличении полярности растворителя

230 237 238 244 нм

Взаимосвязь электронных спектров и структуры органических молекул

Хромофоры

Хромофор -простая функциональная группа, ответственная за поглощение с характеристическими величинами и

X - - Y	спектр соединения - сумма спектральных
	характеристик индивидуальных хромофоров X и Y
X - Y	новый, хромофор с новыми спектральными
	характеристиками

Ауксохром – функциональная группа, которая сама по себе не поглощает в близком ультрафиолете, но может влиять на поведение сопряженного с ней хромофора

Типичные ауксохромы: -SH, -NH2 , -OH

Основные хромофорные группы

Хромофор

нитрилы

алкины

алкены спирты простые эфиры

кетоны

альдегиды

амины

кислоты

сложные эфиры

амиды

тиоспирты нитросоединения азосоединения

Тип перехода	λmax	log(ε)
n → π*	160	<1.0
π→ π*	170	3.0
π→ π*	175	3.0
n→σ*	180	2.5
n→σ*	180	3.5
π→ π*	180	3.0
n → π*	280	1.5
π→ π*	190	2.0
n → π*	290	1.0
n→σ*	190	3.5
n → π*	205	1.5
n → π*	205	1.5
n → π*	210	1.5
n → π*	210	3.0
n → π*	271	<1.0
n → π*	340	<1.0