Какой растворитель лучше всего подходит для ИК-Фурье? Идеальный выбор растворителя для получения четких и точных спектров

Коротко говоря, не существует единого «лучшего» растворителя для ИК-Фурье спектроскопии. Идеальный выбор полностью зависит от химической структуры вашего образца и конкретных спектральных областей, которые вам необходимо проанализировать. Наиболее распространенный и эффективный подход включает использование таких растворителей, как сероуглерод (CS₂) и четыреххлористый углерод (CCl₄) или хлороформ (CHCl₃), потому что их собственные полосы поглощения просты и предсказуемы, оставляя большие «окна» прозрачности для наблюдения за интересующим вас соединением.

Основная проблема выбора растворителя в ИК-Фурье заключается в том, что каждый растворитель в той или иной степени поглощает инфракрасное излучение. Поэтому стратегия заключается не в поиске совершенно «невидимого» растворителя, а в выборе такого, полосы поглощения которого не перекрываются с важными колебательными полосами вашего аналита.

Проблема: интерференция растворителя

Каждая молекула, включая молекулу растворителя, состоит из химических связей, которые вибрируют при воздействии инфракрасного излучения. Эти вибрации вызывают полосы поглощения в ИК-спектре.

Идеал против реальности

Идеальный растворитель был бы «ИК-прозрачным», то есть не имел бы вибраций, поглощающих излучение в среднем ИК-диапазоне (4000-400 см⁻¹). Такого растворителя не существует.

Цель состоит в том, чтобы выбрать растворитель, который создает как можно меньше помех. Обычно это означает небольшую, простую молекулу с небольшим количеством или полным отсутствием связей, соответствующих общим функциональным группам, таким как O-H, N-H или C=O.

Почему обычные лабораторные растворители не подходят

Растворители, такие как вода, этанол, ацетон и ДМСО, как правило, плохо подходят для ИК-Фурье в пропускании. Они содержат связи O-H или C=O, которые очень сильно поглощают и создают широкие, интенсивные пики, которые могут легко скрыть весь спектр растворенного образца.

Практическое руководство по распространенным растворителям для ИК-Фурье

Лучшая практика часто включает использование пары растворителей для составления полного спектра. Один растворитель используется для высокочастотной области, а другой — для низкочастотной области «отпечатков пальцев».

Для высокочастотной области (4000 – 1330 см⁻¹)

Сероуглерод (CS₂) — лучший выбор для этой области.

Его простая, линейная структура (S=C=S) означает, что он имеет всего несколько полос поглощения. Он в значительной степени прозрачен там, где появляются растяжения C-H, O-H, N-H и тройных связей, что делает его идеальным для анализа этих критически важных функциональных групп. Его основная интерференция — сильная полоса около 1535-1485 см⁻¹.

Для области отпечатков пальцев (1330 – 400 см⁻¹)

Четыреххлористый углерод (CCl₄) — классический выбор для этой области.

Это простая, симметричная молекула, которая прозрачна в большей части среднего ИК-диапазона, но имеет очень сильные поглощения ниже ~800 см⁻¹. Это делает его идеальным дополнением к CS₂, так как его прозрачное «окно» охватывает область, где CS₂ поглощает.

Современные и более безопасные альтернативы

Хлороформ (CHCl₃) и дихлорметан (CH₂Cl₂) часто используются в качестве более практичных и менее токсичных альтернатив CCl₄.

Они являются лучшими универсальными растворителями, но имеют больше связей C-H, что означает, что у них больше интерферирующих пиков, чем у CCl₄. Однако они по-прежнему предлагают большие, полезные окна и являются хорошим компромиссом между спектральной четкостью и полезностью растворителя. Хлороформ, например, является хорошим выбором для области отпечатков пальцев, но имеет полосы C-H, которые будут интерферировать около 3000 см⁻¹ и 1200 см⁻¹.

Понимание компромиссов

Выбор растворителя — это баланс между спектральной четкостью, растворимостью вашего образца и безопасностью.

Стратегия двух растворителей

Наиболее строгий метод получения полного спектра растворимого соединения — это проведение двух отдельных экспериментов:

1. Растворите образец в **сероуглероде (CS₂) ** для получения четкого изображения области 4000 – 1330 см⁻¹.
2. Растворите второй образец в хлороформе (CHCl₃) или CCl₄ для получения четкого изображения области 1330 – 650 см⁻¹.

Затем вы можете объединить полезные части обоих спектров в цифровом виде, чтобы создать один полный спектр без помех.

Критический вопрос токсичности

Многие из «лучших» растворителей для ИК-Фурье опасны. Четыреххлористый углерод является известным канцерогеном и запрещен в большинстве современных лабораторий. Сероуглерод очень токсичен и чрезвычайно огнеопасен.

Всегда сверяйтесь с паспортом безопасности (SDS) и используйте соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ), включая работу в вытяжном шкафу, при обращении с этими химикатами. Безопасность часто диктует использование немного менее «идеального», но более безопасного растворителя, такого как хлороформ или дихлорметан.

Современная альтернатива: без растворителя вообще

Для многих жидких образцов лучший растворитель — это отсутствие растворителя. Нарушенное полное внутреннее отражение (НПВО) — это современный метод отбора проб, который произвел революцию в рутинном ИК-Фурье анализе.

ИК-Фурье с НПВО позволяет нанести одну каплю «чистой» (неразбавленной) жидкости непосредственно на поверхность кристалла (часто алмазного). ИК-луч взаимодействует с образцом на границе раздела, создавая высококачественный спектр без каких-либо помех от растворителя. Если ваш образец является жидкостью и у вас есть приставка НПВО, это почти всегда быстрее, проще и дает более чистый спектр, чем традиционный метод пропускания.

Правильный выбор для вашего анализа

• Если ваше основное внимание сосредоточено на области C-H, N-H, O-H или алкинов (4000-1330 см⁻¹): Ваш лучший выбор — сероуглерод (CS₂).
• Если ваше основное внимание сосредоточено на области отпечатков пальцев (1330-650 см⁻¹): Ваш лучший выбор — хлороформ (CHCl₃) или, если позволяют протоколы безопасности, четыреххлористый углерод (CCl₄).
• Если вам нужен полный, пригодный для публикации спектр твердого вещества: Используйте стратегию двух растворителей, объединив спектр из CS₂ со спектром из CHCl₃.
• Если ваш образец является жидкостью и вы хотите полностью избежать интерференции растворителя: Используйте приставку ИК-Фурье с НПВО для непосредственного анализа чистой жидкости.

Понимая, что цель состоит в поиске спектральных окон, вы можете уверенно выбрать растворитель, который раскрывает структуру вашего образца, а не скрывает ее.

Сводная таблица:

Растворитель	Лучше всего подходит для спектральной области	Ключевые характеристики
Сероуглерод (CS₂)	4000 – 1330 см⁻¹ (C-H, O-H, N-H)	Минимальные помехи в высокочастотной области; очень токсичен/огнеопасен
Хлороформ (CHCl₃)	1330 – 650 см⁻¹ (область отпечатков пальцев)	Более безопасная альтернатива CCl₄; хорошо подходит для анализа отпечатков пальцев
Четыреххлористый углерод (CCl₄)	1330 – 650 см⁻¹ (область отпечатков пальцев)	Классический выбор, но канцероген; в основном запрещен
ИК-Фурье с НПВО (без растворителя)	Полный диапазон (чистые жидкости)	Современный метод; полностью исключает интерференцию растворителя

Сталкиваетесь с интерференцией растворителя при ИК-Фурье анализе? KINTEK специализируется на лабораторном оборудовании и расходных материалах, предоставляя надежные аксессуары и растворители для ИК-Фурье, адаптированные к потребностям вашей лаборатории. Независимо от того, оптимизируете ли вы спектральную четкость или обеспечиваете соблюдение требований безопасности, наш опыт поможет вам достичь точных результатов без помех. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы найти идеальное решение для ваших задач ИК-Фурье!

Визуальное руководство