ในโลกของการวิเคราะห์ทางเคมีสเปกโทรสโกปีอินฟราเรด (IR) เป็นเหมือนแว่นขยายของนักสืบ มันช่วยให้เรามองเข้าไปในโครงสร้างโมเลกุลของสารและหาสิ่งที่พวกเขาทำ ในฐานะซัพพลายเออร์แอนไฮไดรด์ฉันได้เห็นโดยตรงว่ามันสำคัญแค่ไหนที่จะระบุแอนไฮไดรด์ประเภทต่าง ๆ ได้อย่างแม่นยำ ดังนั้นเรามาดำน้ำว่าสเปกโทรสโกปี IR สามารถใช้ทำเช่นนั้นได้อย่างไร
ก่อนอื่นแอนไฮไดรด์คืออะไร? แอนไฮไดรด์เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีกลุ่มคาร์บอนิล (C = O) ผูกพันกับอะตอมออกซิเจนซึ่งถูกผูกมัดกับกลุ่มคาร์บอนิลอื่น พวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ตั้งแต่พลาสติกและเรซินไปจนถึงยาและเคมีเกษตร บางประเภทของแอนไฮไดรด์ที่เราจัดหารวมถึงแอนไฮไดรด์-pyromellitic dianhydride, และphthalic anhydride-
ตอนนี้เรามาพูดถึงวิธีการทำงานของ IR spectroscopy เมื่อแสงอินฟราเรดถูกส่งผ่านตัวอย่างโมเลกุลในตัวอย่างจะดูดซับความยาวคลื่นบางอย่างของแสง การดูดซับเหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากแสงอินฟราเรดทำให้พันธะในโมเลกุลสั่นสะเทือน พันธบัตรประเภทต่าง ๆ สั่นสะเทือนที่ความถี่ที่แตกต่างกันซึ่งหมายความว่าพวกเขาดูดซับความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสงอินฟราเรด ด้วยการวัดความยาวคลื่นของแสงที่ถูกดูดซึมโดยตัวอย่างเราสามารถสร้างสเปกตรัม IR ซึ่งเป็นเหมือนลายนิ้วมือสำหรับโมเลกุล
หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญของสเปกตรัม IR ของแอนไฮไดรด์คือการปรากฏตัวของแถบการยืดคาร์บอนิลที่แข็งแกร่ง (C = O) สองวง โดยทั่วไปแล้วแถบเหล่านี้จะปรากฏในช่วง 1850 - 1750 cm⁻⁻ เหตุผลสำหรับทั้งสองแถบนั้นเกิดจากการสั่นสะเทือนแบบไม่สมมาตรและสมมาตรของกลุ่มคาร์บอนิลทั้งสองในแอนไฮไดรด์ การสั่นสะเทือนแบบไม่สมมาตรการสั่นสะเทือนมักจะเกิดขึ้นที่ความถี่สูงกว่า (ประมาณ 1850 - 1800 cm⁻⁻) ในขณะที่การสั่นสะเทือนแบบสมมาตรเกิดขึ้นที่ความถี่ต่ำกว่า (ประมาณ 1800 - 1750 cm⁻⁻)
มาดูกันเถอะแอนไฮไดรด์เป็นตัวอย่าง ในสเปกตรัม IR ของมันคุณจะเห็นวงดนตรีที่มีลักษณะเฉพาะของคาร์บอนิล นอกจากนี้ Maleic Anhydride ยังมีพันธะคู่ (C = C) ในโครงสร้าง การสั่นสะเทือนแบบยืด C = C แสดงให้เห็นว่าเป็นแถบการดูดซับที่อ่อนแอประมาณ 1,650 cm⁻⁻ การปรากฏตัวของวงนี้สามารถช่วยเรายืนยันตัวตนของ Maleic Anhydride โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมกับวงดนตรีคาร์บอนิล
pyromellitic dianhydrideซับซ้อนกว่าเล็กน้อย มันมีกลุ่มคาร์บอนิลสี่กลุ่มในโครงสร้างซึ่งหมายถึงแถบการยืดคาร์บอนิลในสเปกตรัม IR ของมันอาจรุนแรงขึ้นและอาจแสดงการแยกบางอย่างเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มคาร์บอนิล แหวนหอมใน pyromellitic dianhydride ยังมีส่วนร่วมในสเปกตรัม IR การสั่นสะเทือนแบบยืดกล้ามเนื้อของวงแหวนอะโรมาติกปรากฏขึ้นในช่วง 3100 - 3000 cm⁻⁻และการสั่นสะเทือนของ C = C การสั่นสะเทือนของวงแหวนอะโรมาติกปรากฏขึ้นประมาณ 1600 - 1500 cm⁻⁻
phthalic anhydrideนอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติเฉพาะในสเปกตรัม IR เช่นเดียวกับแอนไฮไดรด์อื่น ๆ มันมีวงดนตรียืดคาร์บอนิลสองวงในช่วงปี 1850 - 1750 CM⁻ การปรากฏตัวของวงแหวนอะโรมาติกใน phthalic anhydride นำไปสู่การดูดซึมคล้ายกับใน pyromellitic dianhydride เช่น CH และ C = C การสั่นสะเทือนของวงแหวนอะโรมาติก
อีกแง่มุมที่สำคัญของการใช้ IR spectroscopy เพื่อระบุ anhydrides คือความสามารถในการแยกแยะระหว่างวงจรและ acyclic anhydrides แอนไฮไดรด์ Cyclic เช่นเดียวกับที่เราพูดถึงมีโครงสร้างที่เข้มงวดกว่าเมื่อเทียบกับ acyclic anhydrides ความแข็งแกร่งนี้มีผลต่อความถี่ของการสั่นสะเทือนของคาร์บอนิล โดยทั่วไปแล้วแอนไฮไดรด์แบบวงกลมมีความถี่ในการยืดคาร์บอนิลสูงกว่าแอนไฮไดรด์อะซิลิค
นอกเหนือจากคาร์บอนิลและแถบลักษณะอื่น ๆ แล้วสเปกตรัม IR ยังสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งสกปรกในตัวอย่างแอนไฮไดรด์ ตัวอย่างเช่นหากมีร่องรอยของน้ำในตัวอย่างเราจะเห็นแถบการดูดซับกว้างประมาณ 3300 - 3500 cm⁻⁻เนื่องจากการสั่นสะเทือนของน้ำ OH สิ่งนี้อาจมีความสำคัญเนื่องจากน้ำสามารถทำปฏิกิริยากับแอนไฮไดรด์และส่งผลกระทบต่อคุณภาพและประสิทธิภาพของพวกเขา
ดังนั้นเราจะใช้ IR spectroscopy เพื่อระบุ anhydrides ในการตั้งค่าจริงได้อย่างไร ก่อนอื่นเราต้องเตรียมตัวอย่าง สิ่งนี้มักจะเกี่ยวข้องกับการละลายแอนไฮไดรด์ในตัวทำละลายที่เหมาะสมหรือทำฟิล์มบาง ๆ ของตัวอย่าง จากนั้นเราวางตัวอย่างในเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ IR และบันทึกสเปกตรัม เมื่อเรามีสเปกตรัมเราเปรียบเทียบกับสเปกตรัมอ้างอิงของแอนไฮไดรด์ที่รู้จัก มีฐานข้อมูลมากมายที่มี IR spectra ของสารเคมีต่าง ๆ รวมถึงแอนไฮไดรด์ โดยการจับคู่แถบการดูดซับในสเปกตรัมตัวอย่างของเรากับที่อยู่ในสเปกตรัมอ้างอิงเราสามารถระบุ anhydride
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่า IR spectroscopy ไม่ใช่เทคนิคเดียวที่ใช้ในการระบุแอนไฮไดรด์ มันมักจะใช้ร่วมกับวิธีการวิเคราะห์อื่น ๆ เช่นสเปกโทรสโกปีเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) และสเปกโตรเมตรีมวล เทคนิคเหล่านี้สามารถให้ข้อมูลเสริมเกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลของแอนไฮไดรด์ซึ่งสามารถช่วยเราในการระบุตัวตนที่แม่นยำยิ่งขึ้น
ในฐานะซัพพลายเออร์แอนไฮไดรด์เราพึ่งพาวิธีการระบุตัวตนที่ถูกต้องเช่น IR spectroscopy เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์ของเรา เราต้องการให้แน่ใจว่าสิ่งที่เราจัดหาให้กับลูกค้าของเราคือสิ่งที่พวกเขาต้องการ ไม่ว่าจะเป็นแอนไฮไดรด์สำหรับการผลิตเรซินโพลีเอสเตอร์ที่ไม่อิ่มตัวหรือphthalic anhydrideสำหรับการผลิตพลาสติกเราต้องมั่นใจในตัวตนและความบริสุทธิ์ของแอนไฮไดรด์ของเรา
หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับแอนไฮไดรด์ที่มีคุณภาพสูงและต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเราอย่าลังเลที่จะเข้าถึงการอภิปรายการจัดซื้อจัดจ้าง เรายินดีที่จะพูดคุยเกี่ยวกับวิธีที่แอนไฮไดรด์ของเราสามารถตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณได้
การอ้างอิง
- Silverstein, RM, Webster, FX, & Kiemle, DJ (2014) การระบุสเปกโตรมิเตอร์ของสารประกอบอินทรีย์ ไวลีย์
- Pavia, DL, Lampman, GM, Kriz, GS, & Vyvyan, Jr (2015) บทนำสู่สเปกโทรสโกปี: คู่มือสำหรับนักเรียนของเคมีอินทรีย์ การเรียนรู้ Cengage