Phương pháp chung để xác đi ̣nh cấu trúc hoá học của các hợp chất là sự kết hợp xác đi ̣nh giữa các thông số vật lý với các phương pháp phổ hiện đại. Chất tinh khiết sau khi phân lập được xác định các hằng số vật lý như: Màu sắc, nhiệt độ nóng chảy, sau đó tiến hành ghi các phổ như:
2.1.5.1. Phổ khối lượng (MS)
Nguyên tắc: Cơ sở của phương pháp MS đối với các hợp chất hữu cơ là sự bắn phá các phân tử trung hòa thành các ion phân tử mang điện tích dương,
hoặc phá vỡ các mảnh ion, các gốc theo sơ đồ sau bằng các phần tử mang năng lượng cao:
Năng lượng bắn phá phân tử thành ion phân tử khoảng 10 eV, sự phá vỡ này phụ thuộc cấu tạo chất, phương pháp và năng lượng bắn phá quá trình ion hóa. Ion phân tử có số khối (m/z) kí hiệu là M+. Có nhiều phương pháp ion hóa khác nhau như va chạm electron, ion hóa proton, ion hóa trường, bắn phá ion, bắn phá nguyên tử nhanh. Phương pháp phổ khối chính là phương pháp nghiên cứu các chất bằng cách đo chính xác khối lượng chất đó.
2.1.5.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân: 1H NMR, 13C NMR, DEPT
Nguyên tắc: Cơ sở vật lí của cộng hưởng từ hạt nhân dựa trên từ tính của hạt nhân: Tất cả các hạt nhân đều mang điện tích, một số hạt nhân có điện tích chuyển động quay xung quanh trục hạt nhân, chuyển động quay của điện tích này sinh momen từ (lưỡng cực) µ dọc theo trục hạt nhân. Biểu thức của momen từ hạt nhân:
µ = γ.p
Trong đó: µ momen từ hạt nhân
γ tỉ số hồi chuyển, phụ thuộc vào bản chất hạt nhân p momen góc ( 1) p I I ( 2 h ) I: Số lượng tử spin hạt nhân
µ = 0 (không tồn tại momen từ) khi I = 0
Do đó chỉ các hạt nhân có số khối (A) lẻ hay số hiệu nguyên tử (Z) lẻ có spin hạt nhân I ≠ 0, có thể cho hiện tượng NMR.
Khi đặt một chất có hạt nhân có số spin I ≠ 0 (thường là số spin I lẻ ( 1H,
13C,...) ở trạng thái cơ bản trong 1 từ trường ngoài (Bo), các spin hạt nhân sẽ được sắp xếp lại theo 2 hướng: Thuận và ngược chiều với từ trường và đạt tới trạng thái cân bằng giữa 2 trạng thái này với 1 tỉ lệ xác định của 2 trạng thái (ở đây tạo ra 2I + 1 mức năng lượng của hạt nhân, cân bằng số hạt nhân ở mức năng lượng cao và ở trạng thái cơ bản), nếu dùng một bức xạ điện từ có tần số thích hợp chiếu xạ lên chất đó, các spin sẽ hấp thu năng lượng (cộng hưởng) và chuyển lên mức năng lượng cao (sắp xếp ngược chiều với từ trường). Khi ngưng chiếu xạ, các spin hạt nhân sẽ giải phóng năng lượng để trở về trạng thái cân bằng. Xác định năng lượng mà các hạt nhân cùng một loại nguyên tố trong phân tử hấp thu (hay giải phóng) sẽ thu được phổ cộng hưởng từ hạt nhân của các chất đó.