andresol (andresol) wrote,
andresol
andresol

Categories:

Инфраредная спектроскопия: часть вторая

Расцвет ИК в органике пришелся на 1940-е – 1960-е годы, когда было выработано множество хитроумных правил, как по смещению плеча полосы при переходе от одного растворителя к другому установить динамику молекулы или по определенной картине полос выяснить замещенность ароматического ядра. Довольно забавно сейчас читать все эти рассуждения и доказательства в статьях того времени.

В сегодняшней литературе (я говорю в первую очередь о синтетической органической химии) ИК все еще встречается часто, но далеко не всегда. Мой руководитель на прямой вопрос, надо ли снимать ИК для всех новых соединений, ответил утвердительно. Но при этом в Supporting Info мы помещаем только список основных, заметных линий, часто отбираемых весьма произвольно. Картинка самого спектра нигде не публикуется за исключением pdf файла, прилагаемого к странице электронного журнала. При этом я и сам не могу вспомнить случая, чтобы я сравнивал свои экспериментальные ИК данные с литературой по какому-нибудь конкретному соединению. Обычно рядом же записан ЯМР, который гораздо надежнее и информативнее, а главное записываю я его первым делом. Запись ИК для соединений, насчет чьей структуры я не сомневаюсь, откладывается на будущее.



Раньше единственный (по крайней мере, единственный известный мне – машины в студенческом практикуме не в счет) на факультет ИК спектрометр стоял в соседнем здании Eberly Hall, рядом с масс-спектрометрическими лабами.

Мой путь до ЯМР заключается в том, чтобы подняться на два этажа – ЯМР лаба прямо над моей, а вот дорога до ИК требовала спуститься с моего 11-ого на 4 или 5 этаж, пройти по туннелю или по улице сотню метров до Eberly и подняться там на второй этаж. Потому любой поход на ИК я старался совместить с подачей образцов на масс-спектр. Но недавно сменилось руководство масс-спектровой лабы (старое выгнали за раздолбайство, так как приборы ломались, скапливалась многомесячная очередь), и новый масс-спектр директор потребовал освободить место для масс-спектрометров. ИК инструмент Nicolet Avatar 360 FT-IR вместе с соседним поляриметром переехали в Chevron. И не куда-нибудь, а в нашу “dry lab”, то есть оказался у меня прямо за стенкой, в шаговой доступности. Как сказал на встрече группы Карран: «К нам временно перенесли ИК и поляриметр. Когда-то озонатор тоже просили временно приютить, а сейчас среди вас нет никого, кто бы помнил, что его у нас не стояло». Действительно, когда я пришел в 2007 году к Каррану озонатор уже был в “wet lab”, и я посчитал, что это наш озонатор и мы из благородства позволяем людям из других групп озонировать у нас их двойные связи.

Сам же факультетский ИК ничем по сути не отличается от практикумных спектрометров. Так же готовится образец на солевой пластинке, снимается фон, чтобы убрать поглощение CO2, копится спектр образца, базовая линия корректируется, пики отмечаются, файл сохраняется.

Компьютер и софт у ИК старые, но хотя бы есть USB порты, чтобы перенести файлы к себе, и существует возможность сохранять спектр картинкой: в pdf уж я сам потом переведу. Прибор один, но я никогда не видел к нему очереди (в отличие от ЯМР). Съемка занимает всего 2–3 минуты, никакой специальной тренировки не существует (опять же сравни с ЯМР), и весь мануал умещаются на пол-листа A4.


Иногда ИК оказывается весьма полезным для моих соединений. ЯМР, например, не может подтвердить наличие азидной группы, прикрепленной к атому бора, а в ИК ясно видна сильная полоса при 2100 см–1. Для публикации мне, конечно, надо будет получить еще HRMS и желательно X-ray структуру, которые докажут наличие азида еще красноречивей. У большинства моих соединений есть B–H связи, валентные колебания которых проявляются в удобной, обычно пустой, области 2200–2400 см–1. Но вот только толку от конкретных значений не много. Собрав данные по всем известным карбен-боранам в таблицу, я не смог обнаружить какой-либо корреляции между структурой и частотой колебаний.

Но это уже примеры, когда мои исследования скатываются в элементорганику или вообще в неорганику. Там ИК все еще сохраняет позиции, так для многих классов соединений ЯМР либо невозможен, либо дает крайне мало информации. В физхимии, в изучении поверхностей, полимеров, газов, в аналитике, где нужно быстро и дешево измерять большое число образцов, ИК все еще играет важную роль. Есть же вообще умельцы-специалисты, которые все свои исследования вокруг (и даже ради) ИК выстраивают. Но для традиционной органики нижнекрасная спектроскопия становится все менее и менее полезной техникой.

Как-то к нам приезжали коробейники торговать real-time IR спектрометром. Мол, помещаешь детектор в реакционную смесь, и он чуть ли не каждую секунду ИК спектр пишет – можно кинетику мерить, можно вместо ТСХ использовать. Карран послал меня, как представителя группы, на их презентацию, чтобы я сформировал свое веское мнение. Меня прибор не впечатлил. В качестве рекламного примера они запустили гидролиз сложного эфира. Для ИК это самое простое следить как один карбонил в другой превращается. Стал я примерять этот прибор к нашим повседневным реакциям, и постоянно находил, что с ними так же красиво не получится. В итоге Каррану прибор покупать отсоветовал. Но знаю, что некоторые группы такие машинки для скрининга катализаторов используют.

Что еще интересного об ИК спектроскопии, вы можете рассказать?
Tags: chemistry, ir, pitt
Subscribe

  • Еда с 0 калорий

    Давненько у меня не было химических постов. Где-то с месяц назад пошли мы в магазин, и я увидел "варенье", на этикетке которого было написано…

  • Три научные истины

    I. Алгоритм Фейнмана и обратный ему Существует алгоритм Фейнмана для решения научных задач: 1) Записать задачу (Write down the problem). 2)…

  • Псевдонаука 2: Разумные бактерии внутри нас

    Когда я узнал, что бактерии и иные микроорганизмы составляют весомую часть человеческого тела (то есть в каждом из нас клеток с ихней ДНК/РНК чуть ли…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 11 comments

  • Еда с 0 калорий

    Давненько у меня не было химических постов. Где-то с месяц назад пошли мы в магазин, и я увидел "варенье", на этикетке которого было написано…

  • Три научные истины

    I. Алгоритм Фейнмана и обратный ему Существует алгоритм Фейнмана для решения научных задач: 1) Записать задачу (Write down the problem). 2)…

  • Псевдонаука 2: Разумные бактерии внутри нас

    Когда я узнал, что бактерии и иные микроорганизмы составляют весомую часть человеческого тела (то есть в каждом из нас клеток с ихней ДНК/РНК чуть ли…