lập đƣợc
Phƣơng ph p chung để x c định cấu trúc hóa học của c c hợp chất đề cập trong c c tài liệu là sự kết hợp giữa việc x c định c c thông số vật lý và c c phƣơng ph p phổ hiện đại, bao gồm: IR, MS, NMR (1
H, 13C) [7], [11], [12], [19].
a. Phổ hồng ngoại ( Infrared spectroscopy, IR)
Phổ hồng ngoại đƣợc xây dựng dựa vào sự kh c nhau về dao động của c c liên kết trong phân tử hợp chất dƣới sự kích thích của tia hồng ngoại. Mỗi kiểu liên
kết sẽ đặc trƣng bởi một vùng bƣớc sóng kh c nhau. Chính vì vậy, dựa vào kết quả phổ hồng ngoại, ngƣời ta có thể x c định đƣợc c c nhóm đặc trƣng.
b. Phổ khối lượng(Mass spectroscopy, MS)
Nguyên tắc của phƣơng ph p phổ này là dựa vào sự phân mảnh ion của phân tử chất dƣới sự bắn phá của chùm ion bên ngoài. Phổ MS còn cho các pic ion mảnh khác mà dựa vào đó ngƣời ta có thể x c định đƣợc cơ chế phân mảnh và dựng lại đƣợc cấu trúc hoá học của các hợp chất. Hiện nay có rất nhiều loại phổ khối lƣợng, nhƣ những phƣơng ph p chủ yếu sau:
- Phổ EI-MS (Electron Impact Ionization mass spectroscopy) dựa vào sự phân mảnh ion dƣới tác dụng của chùm ion bắn ph năng lƣợng khác nhau, phổ biến là 70eV.
- Phổ ESI-MS (Electron Sprayt Ionization mass spectroscopy) gọi là phổ phun mù điện tử. Phổ này đƣợc thực hiện với năng lƣợng bắn phá thấp hơn nhiều so với phổ EI-MS, do đó phổ thu đƣợc chủ yếu là pic ion phân tử và c c pic đặc trƣng cho sự phá vỡ các liên kết có mức năng lƣợng thấp, dễ bị phá vỡ.
- Phổ FAB-MS (Fast Atom Bombing mass spectroscopy) là phổ bắn phá nguyên tử nhanh với sự bắn phá nguyên tử nhanh ở năng lƣợng thấp, do đó phổ thu đƣợc cũng dễ thu đƣợc pic ion phân tử.
- Phổ khối lƣợng phân giải cao (High Resolution mass spectroscopy), cho phép x c định pic ion phân tử hoặc ion mảnh với độ chính xác cao.
c. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy NMR)
Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân là một phƣơng ph p phổ hiện đại và hữu hiệu nhất hiện nay.Với việc sử dụng kết hợp các kỹ thuật phổ NMR một chiều và hai chiều, các nhà nghiên cứu có thể x c định chính xác cấu trúc của hợp chất, kể cả cấu trúc lập thể của phân tử.
Nguyên lý chung của c c phƣơng ph p phổ NMR (phổ proton và cacbon) là sự cộng hƣởng khác nhau của các hạt nhân từ (1H và 13C) dƣới tác dụng của từ
trƣờng ngoài. Sự cộng hƣởng kh c nhau này đƣợc biểu diễn bằng độ dịch chuyển hoá học (chemical shift). Ngoài ra, đặc trƣng của phân tử còn đƣợc x c định dựa vào tƣơng t c spin giữa các hạt nhân từ với nhau (spin coupling).
*Phổ 1H-NMR.
Trong phổ 1H-NMR, độ dịch chuyển hoá học (δ) của c c proton đƣợc xác định trong thang ppm từ 0-14ppm, tuỳ thuộc vào mức độ lai hoá của nguyên tử cũng nhƣ đặc trƣng riêng của từng phần. Dựa vào những đặc trƣng của độ dịch chuyển hoá học và tƣơng t c spin mà ta có thể x c định đƣợc cấu trúc hoá học của hợp chất.
*Phổ 13C-NMR.
Phổ này cho tín hiệu vạch phổ cacbon.Mỗi nguyên tử cacbon sẽ cộng hƣởng ở một trƣờng khác nhau và cho tín hiệu phổ kh c nhau. Thang đo của phổ 13C-NMR là ppm, với dải thang đo rộng 0-230ppm.
*Phổ DEPT (Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer).
Phổ này cho ta các tín hiệu phân loại các loại cacbon khác nhau.Trên phổ DEPT, tín hiệu của các cacbon bậc bốn biến mất.Tín hiệu của CH và CH3 nằm về một phía và của CH2 về một phía trên phổ DEPT 1350.Trên phổ DEPT 900 chỉ xuất hiện tín hiệu phổ của CH.
*Phổ 2D-NMR.
Đây là c c kỹ thuật phổ hai chiều, cho phép x c định c c tƣơng t c của các hạt nhân từ của phân tử trong không gian hai chiều. Một số kỹ thuật chủ yếu thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ sau:
- Phổ HSQC (Heteronuclear Single Quantum Coherence): C c tƣơng t c trực tiếp H-C đƣợc x c định nhờ vào c c tƣơng t c trên phổ này. Trên phổ, một trục là phổ 1H-NMR, còn trục kia là 13C-NMR. C c tƣơng t c HSQC nằm trên đỉnh các ô vuông trên phổ.
- Phổ 1H-1H COSY (HOMOCOSY) (1H-1H Chemical Shif Correlation Spectroscopy): Phổ này biểu diễn c c tƣơng t c xa của H-H, chủ yếu là các proton
đính với cacbon liền kề nhau. Nhờ phổ này mà các phần của phân tử đƣợc nối ghép lại với nhau.
- Phổ HMBC (Heteronuclear Multiple Bond Connectivity): Đây là phổ biểu diễn tƣơng t c xa của H và C trong phân tử. Nhờ vào các tƣơng t c trên phổ này mà từng phần của phân tử cũng nhƣ toàn bộ phân tử đƣợc x c định về cấu trúc.
- Phổ NOESY (Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy): Phổ này biểu diễn c c tƣơng t c xa trong không gian của các proton không kể đến các liên kết mà chỉ tính đến khoảng cách nhất định trong không gian. Dựa vào kết quả phổ này có thể x c định cấu trúc không gian của phân tử.