香豆素红外测试中样品前处理方法比较

郭 艳,陈保华

(1. 中国科学院 兰州化学物理研究所 羰基合成与选择氧化国家重点实验室，甘肃 兰州 730000； 2. 兰州大学 化学化工学院,甘肃 兰州 730000)

香豆素红外测试中样品前处理方法比较

郭 艳1,陈保华2

(1. 中国科学院 兰州化学物理研究所 羰基合成与选择氧化国家重点实验室，甘肃 兰州 730000； 2. 兰州大学 化学化工学院,甘肃 兰州 730000)

在红外测试中，固体样品通常采用红外压片等方法进行前处理. 通过对香豆素分别采用红外压片法、薄膜法和石蜡油糊法进行测试，发现薄膜法比压片法制样更加简便快捷、用量少、可回收，而且薄膜法制样还能避免压片过程中出现的碎片和粘片现象，测试时能够得到高质量的红外谱图.

香豆素；红外光谱；制样；对比

香豆素[1-5]广泛存在于高等植物及其次生代谢物[6]中，是顺式邻位羟基肉桂酸的内酯[7-8]，具有抗肿瘤、抗凝血、抗高血压、抗菌消炎等多方面的药物活性[9],同时也用于光学材料领域[10-11]. 在红外测试中，固体样品通常采用红外压片法或石蜡油糊法进行前处理. 固体样品在压片过程中会出现碎片、粘片和溴化钾吸水等现象，导致红外光谱不精准. 石蜡油糊法虽然不需压片，但在红外光谱中会出现石蜡油碳氢吸收峰，容易和被测样碳氢峰混淆. 本试验分别采用压片法、石蜡油糊法和薄膜法等3种红外制备技术，对香豆素进行红外测试对比分析. 通过比对，我们发现薄膜法获取的谱图效果最佳. 薄膜法突破了红外测试中固体样品常须压片的固定模式，而且获得的谱图基线更加平整光滑、噪声更小、吸收峰尖锐，制样过程也更加简便快捷.

1 试验部分

1.1 仪器及试剂

Nexus 870型傅里叶变换红外光谱仪(美国Nicolet)，OMNIC采样器，OMNIC数据处理软件.

天津市科器高新技术公司769YP-15A型压片机，AR溴化钾(山东天信化工有限公司)，AR液体石蜡(上海柏卡化学技术有限公司)，AR三氯甲烷(天津市外环化工有限公司).

1.2 测试条件

温度：20 ℃；湿度：35%；分辨率：4 cm-1；扫描次数：32次；检测器：DTGS-TEC;波数范围：400～4 000 cm-1.

1.3 样品及红外制备

采用3种不同红外制备技术，分别对8个不同取代基的香豆素进行红外测试. 8种香豆素化合物的编号及结构如表1所列.

表1香豆素化合物的结构
Table1Structureofcoumarinscompounds

1.3.1 压片法测试

取100 mg的稀释剂放入玛瑙研钵中，再加入1 mg的待测样品进行充分研磨，研磨大概3 min左右，将混合物倒入模具内，置于压片机上进行压片，一般压力为15 MPa.待压力升到15 MPa后放压,取下模具，用刮刀小心取下成型的透明薄片，即可放入红外样品仓内进行测试.

1.3.2 石蜡油糊法测试

取2 mg样品置于研钵中研制成细粉末，滴入少许石蜡油制成糊状物，再将糊状物涂抹于溴化钾窗片上进行测试. 所有石蜡油糊法测得的谱图均采用差谱法进行处理.

1.3.3 薄膜法测试

取适量三氯甲烷将1 mg左右样品溶解，待完全溶解后涂膜于溴化钾窗片上，涂膜后的样品呈透明薄膜，待溶剂完全挥发后装入样品架进行测试.

2 结果与讨论

2.1 样品制备特点

香豆素压片过程中，溴化钾易吸潮，压片时易出现粘片和碎片现象，制备时所需样品的量比薄膜法多. 使用石蜡油糊法制样需要的样品量也较大，且制备过程繁琐. 薄膜法制样过程更加简便快捷、用量少、可回收，并且还能避免压片过程中出现的碎片和粘片现象.

2.2 谱图对比分析

采用石蜡油糊法、压片法和薄膜法对香豆素进行测试对比分析，红外光谱如图1～4所示，红外谱图解析比对如表2所列.

对8种香豆素的不同红外制备技术测试谱图进行对比，我们发现：压片法测试的谱图中，透过率较薄膜法偏低，有的苯环和羰基的倍频吸收等弱峰无法获取，但通过薄膜法可以清楚的测试出这些小的吸收峰，薄膜法获得到的谱图吸收峰更加清晰尖锐. 同时，薄膜法制样更加简便快捷. 因此，对于测试要求高的样品可以采用薄膜法得到高质量的红外光谱图.

3 湿度对红外光谱测定的影响

进行红外光谱测定时，实验室湿度应小于35%. 湿度大于35%时，红外光谱仪分束器受干扰，在中红外的4 000～3 500 cm-1高频段和1 600～1 000 cm-1的低频段产生噪声，2 360、2 340 cm-1出现二氧化碳的吸收峰. 薄膜法测试缩短了制样时间，受湿度影响相对减小. 如果在湿度较大的环境下压片，压片过程溴化钾吸水，红外光谱图中会出现游离水的吸收峰. 因此，红外光谱仪所在的实验室湿度必须控制在35%以内，以保证红外光谱测定的精准性.

图1 6-乙基-3,4-二苯基香豆素(a) 绿线为石蜡油糊法红外谱，红线为压片法红外谱，蓝线为薄膜法红外谱Fig.1 O-(4-ethylphenyl) dimethylcarbamothioate(a)

图2 6,8-二甲基-3,4-二苯基香豆素(b) 绿线为石蜡油糊法红外谱，红线为压片法红外谱，蓝线为薄膜法红外谱Fig.2 O-(2,4-dimethylphenyl) dimethylcarbamothioate(b)

图3 8-叔丁基-3,4-二苯基香豆素(d) 绿线为石蜡油糊法红外谱，红线为压片法红外谱，蓝线为薄膜法红外谱Fig.3 O-(2-(tert-butyl)phenyl) dimethylcarbamothioate(d)

图4 6-甲氧酰基-3,4-二苯基香豆素(f) 绿线为石蜡油糊法红外谱，红线为压片法红外谱，蓝线为薄膜法红外谱Fig.4 O-(4-acetylphenyl) dimethylcarbamothioate(f)

石蜡油糊法压片法薄膜法a谱图中有很强的石蜡油碳氢吸收峰，容易和6-乙基-3，4-二苯基香豆素中的碳氢和乙基吸收峰混淆谱图噪声偏大，芳基碳氢和乙基吸收峰偏弱，1900～1800cm-1的倍频吸收不明显，1606、1560、1486cm-1处的苯环骨架振动偏弱谱图基线平滑，吸收峰尖锐清晰．1944、1818和1786cm-1有很明显的苯环倍频吸收峰，1606、1560cm-1的苯环骨架C=C伸缩振动压片法的更加尖锐b谱图有石蜡油碳氢吸收峰，基线不平，低点透过率低于0%，其他吸收峰偏弱谱图透过率偏低，苯环和羰基倍频吸收不明显，中强峰整体偏弱基线平整，可见羰基的倍频吸收3391cm-1和苯环倍频吸收1954、1894、1818cm-1，其他中强吸收峰尖锐清晰c、e、g、h谱图中有较强的石蜡油碳氢吸收峰，基线不平整谱图中，透过率偏低，噪声偏大，倍频吸收不清楚，整体吸收较薄膜法偏弱谱图基线光滑平整，噪声小，透过率高，苯环倍频吸收清晰可见，中强峰尖锐清晰d有较强的石蜡油吸收峰，基线倾斜，透过率偏低，吸收峰较弱测试谱图透过率较低，基线不平整，噪声偏大，整体谱带偏弱基线平整，透过率高，倍频等弱峰可见，中等及强吸收峰尖锐清晰，谱图可见：3398cm-1是C=O伸缩振动的倍频，1944、1878cm-1为苯环的倍频吸收，1363cm-1为特殊的叔丁基的CH3弯曲振动吸收峰f石蜡油吸收峰很强，透过率低点偏低，吸收峰清晰可见谱图透过率较低，压片过程溴化钾吸水，造成基线不平整，噪声偏大，出现二氧化碳吸收峰．整体吸收峰偏弱基线平滑，透过率高，整体吸收峰清晰可见，谱图可见：受甲氧酰基影响，C=O伸缩振动分裂成两个吸收峰，甲氧酰的C-O-C反对称伸缩振动在1266、1234cm-1处清晰可见

4 结论

分别采用3种不同红外制备技术，即压片法、石蜡油糊法和薄膜法对同一种香豆素进行红外对比研究分析，通过谱图对比发现薄膜法获取的红外谱图效果最佳，且可得到压片法中无法测试到的倍频等弱峰. 这种测试突破了固体样品常须压片的固定模式，而是将固体样品制成薄膜进行测试. 薄膜法测试不仅简便快捷而且用量少，对于一些特殊且稀缺贵重的样品，采用此法测试具有一定的应用价值.

致谢：本文写作过程中得到了牛建中老师和赵华华老师的帮助与支持，表示衷心感谢！

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ComparisonofDifferentSamplePreparationMethodsforCoumarinsinInfraredAbsorptionSpectroscopicAnalysis

GUO Yan1，CHEN Bao-hua2

(1.StateKeyLaboratoryforOxoSynthesisandSelectiveOxidation,LanzhouInstituteofChemicalPhysics,ChineseAcademyofSciences,Lanzhou730000,China. 2.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,LanzhouUniversity,Lanzhou730000,China)

In the characterization of infrared absorption spectroscopy, the sample is usually dealt with the KBr pressed pellet method, film transmission method, et al. Different preparation methods of coumarin sample including the KBr pressed pellet method, film transmission method and paraffin oil paste method are compared in this study. Compared with the KBr press pellet method, the film transmission method is more convenient and less amount of sample is need. Moreover, the film transmission method is recyclable and it can also avoid the fragmentation and sliminess in the process of sample pressing. Therefore, the high quality infrared spectra is obtained with the film transmission method.

coumarin；IR spectra；sample preparation；comparison

分析测试经验介绍(267～272)

2017-11-29;

2017-12-06.

郭艳(1984-)，女，硕士，主要从事大型仪器的操作和日常管理工作，E-mail：guoyan@licp.cas.cn.

O657.3

B

1006-3757(2017)04-0267-06

10.16495/j.1006-3757.2017.04.010