紫外光度计在有机分析中的应用

一般来讲，利用紫外可见分光光度计在190～800nm波长范围内的光谱，来判断有机分子中是否存在共轭体系、芳香结构以及CC、CO、NN等的发色团是一个很好的办法。具有π键电子及共轭双键的化合物在紫外区有强烈的吸收，其摩尔吸光系数可达104～105，因而检测灵敏度很高。对于一些特别类型的结构，可通过简单的数学运算，确定最大吸收值。如果发色团之间不以共轭键相连的话，其紫外吸收具有可加和性，即总的吸收，等于各单独发色团的吸收之和。一个复杂的分子结构，往往可以由比较化合物的紫外光谱性质来推断其含有何种发色团，有时还能提供一些立体结构及分子量的信息，为未知物的剖析提供有用的线索。本文将简单讨论一下紫外可见分光光度计在有机分析中的应用。

1、利用标准曲线法测未知化合物的含量

利用紫外可见分光光度计进行定量分析时，可将待测试样的纯品配制成一系列标准溶液，事先绘制标准曲线，由待测未知样品的吸光度对照标准曲线，就可得到其含量。当未知物样品为几种组分的λmax互不重叠时，可用解联立方程的办法解决。

例如，复方阿司匹林（A.P.C）含有三种组分：阿司匹林（A）、非那西丁（P）、咖啡因（C），阿司匹林和咖啡因的最大吸收峰在277nm和275nm，较为接近，必须事先分离，而咖啡因和非那西丁的最大吸收峰相距较远，可用联立方程解之。将待分析的药片粉碎并溶于氯仿中，用4%碳酸钠水溶液萃取两次，用蒸馏水洗涤一次，合并水层。则阿司匹林进入水层，非那西丁和咖啡因留在氯仿中。再用氯仿洗涤水层三次，进一步提取水层中残留的非那西丁和咖啡因。合并氯仿层，并过滤到250ml容量瓶中，用氯仿稀释至刻度。最后，移取1ml此液到100ml容量瓶中，用氯仿稀释至刻度。取此液在250nm和275nm处测定吸光度，分别为0.795、0.280Abs。水层用稀酸酸化（pH=2），用氯仿萃取后，将萃取液转入100ml容量瓶，用氯仿稀释至刻度，在277nm处测其吸光度为0.78Abs。通过配制的已知浓度的样品，可求出100ml/L的阿司匹林在277nm处测的吸光度为0.72Abs，可知待测样品中的阿司匹林的含量为1000.78/0.72=108mg/L=10.8mg/100ml，即药片含阿司匹林10.8g。对标准的非那西丁溶液，测得其比吸光系数为K250=0.0767L/（mg/cm）；K275=0.0200L/（mg？cm）。对标准的咖啡因溶液，测得其比吸光系数为K250=0.0177L/（mg？cm）；K275=0.0518L/（mg？cm）。由此可得出联立方程，求得咖啡因浓度为1.55mg/L，即0.155mg/100ml非那西丁浓度为10.1mg/L。由于未知溶液稀释了259倍，所以药片中含非那西丁的含量为1.01×250mg=252mg，含咖啡因的量为0.155×250=38.8mg。同样，甲苯酚中的甲基和羧基因为位置不同，有邻、间、对三种异构体，它们有各自不同的吸收带，可分别在波长为277nm、273nm、268nm处测定吸光度值，解联立方程，即可算出各自组分的含量。

2、利用特征吸收峰法鉴别有关物质

利用某些化合物在紫外区的特征吸收峰，可以判别物质。如氯霉素分子中的硝基是由它的紫外光谱确定的。在紫外区的298nm和278nm处，氯霉素会出现芳香硝基的特征吸收峰。

五元环酮和羧基酯的红外光谱特征吸收峰都在1740cm-1附近，因此，用红外光谱法难以区分。但是，在紫外光谱中，只有五元环酮在210nm以上有吸收，因此可鉴别。

3、利用紫外光谱谱图的方法鉴别有机化合物

通过对两个有机化合物的紫外光谱图，可以鉴别它们。如有两个有机化合物Ⅰ和Ⅱ，都可溶于环己烷溶剂，并在260nm处都有吸收，但Ⅱ的紫外光谱中260nm处的吸收峰与Ⅰ的吸收峰相比较，发现Ⅱ的吸收峰大为减弱，因此，表明有空间位阻效应的存在。这是由于有机化合物（Ⅱ）中分子中心单键的邻位上有了两个体积较大的取代基（甲氧基），使两个苯环以中心键为轴，发生扭曲而不能处于同一个平面内，此时，共轭关系受到很大影响，故使反应苯环下π键为特征的260nm处的吸收就大大减弱了。

4、利用π键反应减小干扰

在紫外可见分光光度计的使用过程中，有时很强的吸收会引起干扰作用，有些稠环化合物对某些波长的吸收就很强，这时，可采用化学π键反应去除。如有机化合物蒽具有三个大π键，在波长252nm处有很强的吸收，它的摩尔吸光系数可以达到2×105，会对一些在此也有吸收的化合物产生干扰，我们可让它与丁烯二酸酐发生狄尔斯-阿尔德（Diels-Alder）加成反应。

这个反应的结果，使原来三个大π键的共轭系统被破坏，原先很强的吸收就被大大减弱，干扰减小。