Spektrokemi

Spektrokemi är tillämpningen av spektroskopi inom flera kemiområden. Det inkluderar analys av spektra i kemiska termer och användning av spektra för att härleda strukturen av kemiska föreningar, och även för att kvalitativt och kvantitativt analysera deras närvaro i provet. Det är en metod för kemisk analys som bygger på mätning av våglängder och intensiteten hos elektromagnetisk strålning .

Diklormetan IR-spektrum

Historia

Isaac Newton - engelsk matematiker och fysiker
Joseph Von Fraunhofer - bayersk fysiker
Gustav Kirchhoff - tysk fysiker
Thomas Young - British Polymath

Det var inte förrän 1666 som Isaac Newton visade att vita ljus från solen kunde skingras till en kontinuerlig serie av färger. Så Newton introducerade konceptet som han kallade spektrum för att beskriva detta fenomen. Han använde en liten bländare för att definiera ljusstrålen, en lins för att kollimera den, ett glasprisma för att sprida det och en skärm för att visa det resulterande spektrumet. Newtons analys av ljus var början på vetenskapen om spektroskopi. Senare blev det klart att solens strålning kan ha komponenter utanför den synliga delen av spektrumet. År 1800 William Hershel att solens strålning sträckte sig in i infrarött , och 1801 gjorde John Wilhelm Ritter också en liknande observation i ultraviolett ljus . Joseph Von Fraunhofer utökade Newtons upptäckt genom att observera solens spektrum när den var tillräckligt spridd blockerades av fina mörka linjer nu kända som Fraunhofer-linjer . Fraunhofer utvecklade också diffraktionsgitter , som sprider ljuset på ungefär samma sätt som ett glasprisma men med vissa fördelar. den gallerpålagda interferensen av ljus för att producera diffraktion ger en direkt mätning av våglängder för diffrakterade strålar. Så genom att utöka Thomas Youngs studie som visade att en ljusstråle passerar slits framträder i mönster av ljusa och mörka kanter Fraunhofer kunde direkt mäta våglängderna för spektrallinjer. Men trots sina enorma prestationer kunde Fraunhofer inte förstå ursprunget till den speciella linje där han observerade. Det var inte förrän 33 år efter hans bortgång som Gustav Kirchhoff slog fast att varje grundämne och förening har sitt unika spektrum och att man genom att studera spektrumet för en okänd källa kunde bestämma dess kemiska sammansättning, och med dessa framsteg blev spektroskopi en verkligt vetenskaplig metod för att analysera strukturerna hos kemiska föreningar. Genom att inse att varje atom och molekyl har sitt spektrum etablerade Kirchhoff och Robert Bunsen därför spektroskopi som ett vetenskapligt verktyg för att undersöka atomära och molekylära strukturer och grundade området för spektrokemisk analys för att analysera sammansättningen av material.

Robert Bunsen - tysk kemist

IR Spectra tabeller och diagram

IR-spektrumtabell efter frekvens

Frekvensomfång Absorption (cm −1 ) Utseende Grupp Sammansatt klass Kommentarer
4000–3000 cm −1 3700-3584 medium, skarp OH stretching alkohol fri
3550-3200 stark, bred OH stretching alkohol intermolekylärt bunden
3500 medium NH stretching primär amin
3400
3400-3300 medium NH stretching alifatisk primär amin
3330-3250
3350-3310 medium NH stretching sekundär amin
3300-2500 stark, bred OH stretching karboxylsyra vanligtvis centrerad på 3000 cm −1
3200-2700 svag, bred OH stretching alkohol intramolekylärt bunden
3000-2800 stark, bred NH stretching aminsalt
3000–2500 cm −1
3000–2500 cm −1 3333-3267 stark, skarp CH stretching alkyn
3100-3000 medium CH stretching alken
3000-2840 medium CH stretching alkan
2830-2695 medium CH stretching aldehyd dubblett
2600-2550 svag SH stretching tiol
2400–2000 cm −1
2400–2000 cm −1 2349 stark O=C=O sträckning koldioxid
2275-2250 stark, bred N=C=O sträckning isocyanat
2260-2222 svag CΞN stretching nitril
2260-2190 svag CΞC stretching alkyn disubstituerad
2175-2140 stark S-CΞN stretching tiocyanat
2160-2120 stark N=N=N sträckning azid
2150 C=C=O sträckning keten
2145-2120 stark N=C=N sträckning karbodiimid
2140-2100 svag CΞC stretching alkyn monosubstituerad
2140-1990 stark N=C=S sträckning isotiocyanat
2000-1900 medium C=C=C sträckning allene
2000 C=C=N sträckning ketenimin
2000–1650 cm −1
2000–1650 cm −1 2000-1650 svag CH-böjning aromatisk förening överton
1870-1540
1818 stark C=O sträckning anhydrid
1750
1815-1785 stark C=O sträckning syrahalogenid
1800-1770 stark C=O sträckning konjugerad syrahalogenid
1775 stark C=O sträckning konjugerad anhydrid
1720
1770-1780 stark C=O sträckning vinyl/fenylester
1760 stark C=O sträckning karboxylsyra monomer
1750-1735 stark C=O sträckning estrar 6-ledad lakton
1750-1735 stark C=O sträckning 5-lakton γ: 1770
1745 stark C=O sträckning cyklopentanon
1740-1720 stark C=O sträckning aldehyd
1730-1715 stark C=O sträckning a,β-omättad ester eller formater
1725-1705 stark C=O sträckning alifatisk keton eller cyklohexanon eller cyklopentenon
1720-1706 stark C=O sträckning karboxylsyra dimer
1710-1680 stark C=O sträckning konjugerad syra dimer
1710-1685 stark C=O sträckning konjugerad aldehyd
1690 stark C=O sträckning primär amid gratis (associerad: 1650)
1690-1640 medium C=N sträckning imin/oxim
1685-1666 stark C=O sträckning konjugerad keton
1680 stark C=O sträckning sekundär amid gratis (associerad: 1640)
1680 stark C=O sträckning tertiär amid gratis (associerad: 1630)
1650 stark C=O sträckning 5-laktam γ: 1750-1700 β: 1760-1730
1670–1600 cm −1
1670–1600 cm −1 1678-1668 svag C=C sträckning alken disubstituerad (trans)
1675-1665 svag C=C sträckning alken trisubstituerad
1675-1665 svag C=C sträckning alken tetrasubstituerad
1662-1626 medium C=C sträckning alken disubstituerad (cis)
1658-1648 medium C=C sträckning alken vinyliden
1650-1600 medium C=C sträckning konjugerad alken
1650-1580 medium NH böjning amin
1650-1566 medium C=C sträckning cyklisk alken
1648-1638 stark C=C sträckning alken monosubstituerad
1620-1610 stark C=C sträckning α,β-omättad keton
1600–1300 cm −1
1600–1300 cm −1 1550-1500 stark INGEN stretching nitroförening
1372-1290
1465 medium CH-böjning alkan metylengrupp
1450 medium CH-böjning alkan metylgrupp
1375
1390-1380 medium CH-böjning aldehyd
1385-1380 medium CH-böjning alkan gem dimetyl
1370-1365
1400–1000 cm −1
1400–1000 cm −1 1440-1395 medium OH böjning karboxylsyra
1420-1330 medium OH böjning alkohol
1415-1380 stark S=O sträckning sulfat
1200-1185
1410-1380 stark S=O sträckning sulfonylklorid
1204-1177
1400-1000 stark CF stretching fluorförening
1390-1310 medium OH böjning fenol
1372-1335 stark S=O sträckning sulfonat
1195-1168
1370-1335 stark S=O sträckning sulfonamid
1170-1155
1350-1342 stark S=O sträckning sulfonsyra vattenfri
1165-1150 hydrat: 1230-1120
1350-1300 stark S=O sträckning sulfon
1160-1120
1342-1266 stark CN stretching aromatisk amin
1310-1250 stark CO-sträckning aromatisk ester
1275-1200 stark CO-sträckning alkylaryleter
1075-1020
1250-1020 medium CN stretching amin
1225-1200 stark CO-sträckning vinyleter
1075-1020
1210-1163 stark CO-sträckning ester
1205-1124 stark CO-sträckning tertiär alkohol
1150-1085 stark CO-sträckning alifatisk eter
1124-1087 stark CO-sträckning sekundär alkohol
1085-1050 stark CO-sträckning primär alkohol
1070-1030 stark S=O sträckning sulfoxid
1050-1040 stark, bred CO-O-CO stretching anhydrid
1000–650 cm −1
1000–650 cm −1 995-985 stark C=C böjning alken monosubstituerad
915-905
980-960 stark C=C böjning alken disubstituerad (trans)
895-885 stark C=C böjning alken vinyliden
850-550 stark C-Cl stretching haloförening
840-790 medium C=C böjning alken trisubstituerad
730-665 stark C=C böjning alken disubstituerad (cis)
690-515 stark C-Br stretching haloförening
600-500 stark CI stretching haloförening
900–700 cm −1
900–700 cm −1 880 ± 20 stark CH-böjning 1,2,4-trisubstituerad
810 ± 20
880 ± 20 stark CH-böjning 1,3-disubstituerad
780 ± 20
(700 ± 20)
810 ± 20 stark CH-böjning 1,4-disubstituerad eller
1,2,3,4-tetrasubstituerad
780 ± 20 stark CH-böjning 1,2,3-trisubstituerad
(700 ± 20)
755 ± 20 stark CH-böjning 1,2-disubstituerad
750 ± 20 stark CH-böjning monosubstituerad
700 ± 20 bensenderivat

IR-spektratabell efter föreningsklass

Sammansatt klass Grupp Absorption (cm −1 ) Utseende Kommentarer
syrahalogenid C=O sträckning 1815-1785 stark
alkoholer OH stretching 3700-3584 medium, skarp fri
OH stretching 3550-3200 stark, bred intermolekylärt bunden
OH stretching 3200-2700 svag, bred intramolekylärt bunden
OH böjning 1420-1330 medium
aldehyd CH stretching 2830-2695 medium dubblett
C=O sträckning 1740-1720 stark
CH-böjning 1390-1380 medium
alifatisk eter CO-sträckning 1150-1085 stark
alifatisk keton C=O sträckning 1725-1705 stark eller cyklohexanon eller cyklopentenon
alifatisk primär amin NH stretching 3400-3300 medium
alkan CH stretching 3000-2840 medium
CH-böjning 1465 medium metylengrupp
CH-böjning 1450 medium metylgrupp
CH-böjning 1385-1380 medium gem dimetyl
CH stretching 3100-3000 medium
C=C sträckning 1678-1668 svag disubstituerad (trans)
C=C sträckning 1675-1665 svag trisubstituerad
C=C sträckning 1675-1665 svag tetrasubstituerad
C=C sträckning 1662-1626 medium disubstituerad (cis)
C=C sträckning 1658-1648 medium vinyliden
C=C sträckning 1648-1638 stark monosubstituerad
C=C böjning 995-985 stark monosubstituerad
C=C böjning 980-960 stark disubstituerad (trans)
C=C böjning 895-885 stark vinyliden
C=C böjning 840-790 medium trisubstituerad
C=C böjning 730-665 stark disubstituerad (cis)
alkylaryleter CO-sträckning 1275-1200 stark
alkyn CH stretching 3333-3267 stark, skarp
CΞC stretching 2260-2190 svag disubstituerad
CΞC stretching 2140-2100 svag monosubstituerad
allene C=C=C sträckning 2000-1900 medium
amin NH böjning 1650-1580 medium
CN stretching 1250-1020 medium
aminsalt NH stretching 3000-2800 stark, bred
anhydrid C=O sträckning 1818 stark
CO-O-CO stretching 1050-1040 stark, bred
aromatisk amin CN stretching 1342-1266 stark
aromatisk förening CH-böjning 2000-1650 svag överton
aromatisk ester CO-sträckning 1310-1250 stark
azid N=N=N sträckning 2160-2120 stark
bensenderivat 700 ± 20
karbodiimid N=C=N sträckning 2145-2120 stark
koldioxid O=C=O sträckning 2349 stark
karboxylsyra OH stretching 3300-2500 stark, bred vanligtvis centrerad på 3000 cm −1
C=O sträckning 1760 stark monomer
C=O sträckning 1720-1706 stark dimer
OH böjning 1440-1395 medium
konjugerad syra C=O sträckning 1710-1680 stark dimer
konjugerad syrahalogenid C=O sträckning 1800-1770 stark
konjugerad aldehyd C=O sträckning 1710-1685 stark
konjugerad alken C=C sträckning 1650-1600 medium
konjugerad anhydrid C=O sträckning 1775 stark
konjugerad keton C=O sträckning 1685-1666 stark
cyklisk alken C=C sträckning 1650-1566 medium
cyklopentanon C=O sträckning 1745 stark
ester CO-sträckning 1210-1163 stark
estrar C=O sträckning 1750-1735 stark 6-ledad lakton
fluorförening CF stretching 1400-1000 stark
haloförening C-Cl stretching 850-550 stark
C-Br stretching 690-515 stark
CI stretching 600-500 stark
imin/oxim C=N sträckning 1690-1640 medium
isocyanat N=C=O sträckning 2275-2250 stark, bred
isotiocyanat N=C=S sträckning 2140-1990 stark
keten C=C=O sträckning 2150
ketenimin C=C=N sträckning 2000
monosubstituerad CH-böjning 750 ± 20 stark
nitril CΞN stretching 2260-2222 svag
nitroförening INGEN stretching 1550-1500 stark
ingen 3330-3250
ingen 1870-1540
ingen 1750
ingen 1720
ingen 1372-1290
ingen 1375
ingen 1370-1365
ingen 1200-1185
ingen 1204-1177
ingen 1195-1168
ingen 1170-1155
ingen 1165-1150 hydrat: 1230-1120
ingen 1160-1120
ingen 1075-1020
ingen 1075-1020
ingen 915-905
ingen 810 ± 20
ingen 780 ± 20
ingen (700 ± 20)
ingen (700 ± 20)
fenol OH böjning 1390-1310 medium
primär alkohol CO-sträckning 1085-1050 stark
primär amid C=O sträckning 1690 stark gratis (associerad: 1650)
NH stretching 3500 medium
sekundär alkohol CO-sträckning 1124-1087 stark
sekundär amid C=O sträckning 1680 stark gratis (associerad: 1640)
sekundär amin NH stretching 3350-3310 medium
sulfat S=O sträckning 1415-1380 stark
sulfonamid S=O sträckning 1370-1335 stark
sulfonat S=O sträckning 1372-1335 stark
sulfon S=O sträckning 1350-1300 stark
sulfonsyra S=O sträckning 1350-1342 stark vattenfri
sulfonylklorid S=O sträckning 1410-1380 stark
sulfoxid S=O sträckning 1070-1030 stark
tertiär alkohol CO-sträckning 1205-1124 stark
tertiär amid C=O sträckning 1680 stark gratis (associerad: 1630)
tiocyanat S-CΞN stretching 2175-2140 stark
tiol SH stretching 2600-2550 svag
vinyl/fenylester C=O sträckning 1770-1780 stark
vinyleter CO-sträckning 1225-1200 stark
a,β-omättad ester C=O sträckning 1730-1715 stark eller formater
α,β-omättad keton C=C sträckning 1620-1610 stark
5-laktam C=O sträckning 1650 stark γ: 1750-1700 β: 1760-1730
5-lakton C=O sträckning 1750-1735 stark γ: 1770
1,2,3,4-tetrasubstituerad
1,2,3-trisubstituerad CH-böjning 780 ± 20 stark
CH-böjning 880 ± 20 stark
1,2-disubstituerad CH-böjning 755 ± 20 stark
CH-böjning 880 ± 20 stark
1,4-disubstituerad eller CH-böjning 810 ± 20 stark

För att använda en IR-spektrumtabell måste du först hitta frekvensen eller sammansättningen i den första kolumnen, beroende på vilken typ av diagram som används. Hitta sedan motsvarande värden för absorption, utseende och andra attribut. Värdet för absorption är vanligtvis i cm −1 .

OBS: ALLA FREKVENS HAR INTE EN RELATERAD FÖRENING.

Ansökningar

Utvärdering av Dual - Spectrum IR Spectrogram System on Invasive Ductal Carcinoma (IDC) Bröstcancer

Bröstcancer grovt utseende

Invasivt duktalt karcinom (IDC) är en av de vanligaste typerna av bröstcancer som står för 8 av 10 av alla invasiva bröstcancerformer. Enligt American Cancer Society får mer än 180 000 kvinnor i USA reda på att de har bröstcancer varje år, och de flesta får diagnosen denna specifika typ av cancer. Även om det är viktigt att upptäcka bröstcancer tidigt för att minska dödligheten kan det redan finnas mer än 10 000 000 celler i bröstcancer när den kan observeras med röntgenmammografi . IR-spektrumet som föreslås av Szu et al verkar dock vara mer lovande när det gäller att upptäcka bröstcancerceller flera månader före ett mammografi. Kliniska tester har utförts med godkännande av Institutional Review Board of National Taiwan University Hospital. Så från augusti 2007 till juni 2008 togs 35 patienter i åldern mellan (30-66) med en medelålder på 49 in i detta projekt. resultaten visade att cirka 63 % av framgångsfrekvensen kunde uppnås med tvärsnittsdata. Därför drog resultaten slutsatsen att bröstcancer kan detekteras mer exakt genom att korsreferensera S 1 -kartor över flera trepunkter.

Molekylära spektroskopiska metoder för att belysa ligninstruktur

En Lignin i växtceller är en komplex amorf polymer och den är biosyntetiserad från tre aromatiska alkoholer, nämligen P-Coumaryl- , Coniferyl- och Sinapyl- alkoholer. Lignin är en mycket grenad polymer och står för 15-30 viktprocent av lignocellulosabiomassa (LCBM), så strukturen av ligninet kommer att variera avsevärt beroende på typen av LCBM och sammansättningen kommer att bero på nedbrytningsprocessen . Denna biosyntesprocess består huvudsakligen av radikalkopplingsreaktioner och den genererar en speciell ligninpolymer i varje växtart. Så på grund av att ha en komplex struktur har olika molekylära spektroskopiska metoder använts för att lösa de aromatiska enheterna och olika interenhetskopplingar i lignin från distinkta växtarter.

Allmän ligninstruktur
  1. ^ "Spektrokemisk analys" . Britannica . 23 september 2019 . Hämtad 1 maj 2021 . {{ citera webben }} : CS1 underhåll: url-status ( länk )
  2. ^ Deglr6328 (10 september 2006). "Diklorometan nära IR-spektrum" . Wikipedia Commons . Hämtad 29 april 2021 . {{ citera webben }} : CS1 underhåll: url-status ( länk )
  3. ^ "Eran av klassisk spektroskopi" . MIT Spectroscopy Lab - Historia . Hämtad 1 maj 2021 . {{ citera webben }} : CS1 underhåll: url-status ( länk )
  4. ^ "IR-spektrumtabell & diagram" . Millipore Sigma . Hämtad 29 april 2021 . {{ citera webben }} : CS1 underhåll: url-status ( länk )
  5. ^ "IR-spektrumtabell & diagram" . Millipore Sigma . Hämtad 29 april 2021 . {{ citera webben }} : CS1 underhåll: url-status ( länk )
  6. ^ "Invasivt duktalt karcinom: Diagnos, behandling och mer" . Breastcancer.org . 21 januari 2020 . Hämtad 2 maj 2020 . {{ citera webben }} : CS1 underhåll: url-status ( länk )
  7. ^ Lee, Chuang, Hsieh, Lee, Lee, Shih, Lee, Huang, Chang, Chen, Chia-Yen, Ching-Cheng, Hsin-Yu, Wan-Rou, Ching-Yen, Shyang-Rong, Si-Chen, Chiun -Sheng, Yeun-Chung, Chung-Ming Chen (14 juni 2011). UTVÄRDERING AV DUAL-SPECTRUM IR SPEKTROGRAMSYSTEM PÅ INVASIVA DUCTAL CARCINOMA (IDC) BRÖSTCANCER . Institutet för biomedicinsk teknik, National Taiwan University, Taiwan. s. 427–433. {{ citera bok }} : CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk )
  8. ^ Lu, Lu, Hu, Xie, Wei, Fan, Yao, Yong-Chao, Hong-Qin, Feng-Jin, Xian-Yong, Xing (29 november 2017). "Strukturell karakterisering av lignin och dess nedbrytningsprodukter med spektroskopiska metoder" . Journal of Spectroscopy . 2017 : 1–15. doi : 10.1155/2017/8951658 . {{ citera tidskrift }} : CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk )
  9. ^   You, Xu, Tingting, Feng (5 oktober 2016). "Tillämpningar av molekylära spektroskopiska metoder för att klargöra ligninstrukturen" . Tillämpningar av molekylär spektroskopi på aktuell forskning inom kemiska och biologiska vetenskaper . IntechOpen . doi : 10.5772/64581 . ISBN 978-953-51-2680-5 . Hämtad 1 maj 2021 . {{ citera bok }} : CS1 underhåll: url-status ( länk )