ВЕЩЕСТВО ОДНОВРЕМЕННО ОБЛАДАЕТ ПОГЛОЩЕНИЕМ В УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ И ВИДИМОЙ ОБЛАСТЯХ СПЕКТРА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ
1) структуры молекулы вещества (+)
2) характера растворителя
3) температурного режима приготовления раствора
4) условий получения спектра
Одновременное поглощение в УФ- и видимой областях связано прежде всего с электронной системой молекулы: наличием хромофорных групп (C=O, C=C, ароматические кольца), протяжённой сопряжённой системы, донорно-акцепторных заместителей и степенью их ионизации. Именно строение определяет, какие электронные переходы возможны и при каких длинах волн они происходят. Если система сопряжения растягивается (например, за счёт дополнительных кратных связей или ароматических фрагментов), максимум поглощения смещается в сторону видимой области (батохромный сдвиг), и вещество начинает окрашиваться, сохраняя при этом поглощение и в УФ-области.
Растворитель, температура и параметры регистрации спектра (щель прибора, скорость сканирования и т.п.) могут немного изменять положение максимумов (батохромный или гипсохромный сдвиги) и интенсивность полос, но сами по себе не включают и не выключают принципиальную возможность поглощения в УФ или видимой области. Поэтому в аналитической практике при разработке УФ/Vis-методик для лекарственных веществ ключевым является именно анализ структуры молекулы и возможных форм её существования (ионные, таутомерные, комплексные формы).
| Параметр | УФ-область (≈ 190–380 нм) | Видимая область (≈ 380–780 нм) | Структурные особенности, влияющие на переход |
|---|---|---|---|
| Тип электронных переходов | σ→σ*, n→σ*, n→π*, π→π* | В основном π→π* в сильно сопряжённых системах | Наличие кратных связей, гетероатомов с неподелёнными парами, ароматические системы |
| Хромофорные группы | C=O, C=C, C≡C, N=O, NO2 и др. | Те же хромофоры, но включённые в обширное сопряжение | Удлинение цепочки сопряжения (–C=C–C=C–, ароматические ядра, конденсированные системы) |
| Влияние сопряжения | Умеренное смещение λmax, поглощение чаще в ближнем УФ | Сильное сопряжение смещает полосу в область 400–700 нм, появляется окраска | Добавление двойных связей, введение ароматических колец, образование солей и комплексов |
| Роль вспомогательных (ауксохромных) групп | Может немного усиливать интенсивность полос | Существенно усиливает поглощение и сдвигает его к большей λ | –OH, –NH2, –NR2, –OR, –SH в сочетании с хромофором |
| Влияние растворителя | Солватация, изменение полярности → небольшие сдвиги λmax и изменения интенсивности | Аналогично: стабилизация той или иной электронной формы, но структура остаётся определяющей | Полярные/протонные растворители могут стабилизировать возбужденное или основное состояние |
| Температура и условия снятия спектра | Небольшое влияние на форму и ширину полос | Может менять степень ассоциации/диссоциации окрашенных форм | Не определяют факт поглощения, а лишь его тонкие характеристики |
| Практическое значение для фармацевта | Идентификация и количественное определение бесцветных и слабоокрашенных ЛВ | Анализ окрашенных ЛВ, красителей, индикаторов, хромогенных реакций | Подбор длины волны анализа на основе структуры молекулы и её форм в данных условиях |
Итак, решая подобные задачи в спектрофотометрии, всегда в первую очередь оценивают строение молекулы и её электронную структуру, а уже затем уточняют влияние среды и условий измерения.