1。電子遷移:
* π→π*遷移: ヘテロサイクルの最も一般的なタイプの遷移には、結合π軌道から反結合π*軌道への電子の励起が含まれます。これらの遷移には、通常はUV領域で比較的高いエネルギーが必要です。
* n→π*遷移: ヘテロサイクルには、多くの場合、ヘテロ原子(n、o、s)に孤立した電子のペアが含まれています。これらの唯一のペアは、非結合軌道(n軌道)に存在します。 n軌道からπ*軌道への電子の励起には、π→π*遷移よりも少ないエネルギーが必要であり、紫外線のより長い波長(エネルギーの低い)領域に落ちることがよくあります。
2。紫外線吸収に影響する要因:
* Chromophore: 紫外線吸収の原因となる分子の部分は発色団と呼ばれます。 複素環リング自体は発色団として機能しますが、それらの紫外線吸収は、置換基とリングサイズにさらに影響を与える可能性があります。
* heteroatom: ヘテロ原子の性質は、紫外線吸収に大きく影響します。
* 窒素(n): 窒素の孤立ペアは、n→π*とπ→π*の両方の遷移に関与し、複数の吸収帯につながる可能性があります。
* 酸素(O): 酸素の孤立ペアはπ結合にあまり容易に関与していないため、n→π*遷移は顕著ではなく、π→π*遷移が支配的です。
* 硫黄: 硫黄のサイズが大きく、酸素よりも低い電気陰性度は異なる軌道相互作用をもたらし、明確な吸収特性につながります。
* リングサイズと構造:
* 5名のメンバーリング(Furan、Pyrole、Thiophene): 通常、UV領域で強いπ→π*遷移を示します。
* 6メンバーのリング(ピリジン、ピリミジン): π→π*とn→π*の両方の遷移を持つことができ、後者はより長い波長で発生します。
* 置換基: 複素環環に付着した置換基は、電子密度と軌道相互作用に影響を及ぼし、吸収波長のシフト(根窩のシフト、赤方偏移、または青斑性シフト、青いシフト)のシフトにつながる可能性があります。
* 共役: (多環式芳香族化合物のように)不循環システム内の拡張された結合は、一般に、電子の非局在化により、最大吸収の波長(λmax)を増加させます。
3。 UV分光法:
* λmax: 最大吸収が発生する波長は、特定の化合物の特徴的な特徴です。識別と定量化に使用できます。
* モル吸収率(ε): 化合物が特定の波長でUV光をどれだけ強く吸収するかの尺度。
* クロマトグラフィーテクニック: UV検出器は、一般にクロマトグラフィーで使用され、UV吸収特性に基づいて化合物を識別および定量化します。
要約:
複素環式化合物は、主にπ→π*およびn→π*遷移を介してUV光を吸収します。 吸収の特定の波長と強度は、分子内のヘテロ原子、リングサイズ、置換基、および共役の影響を受けます。 UV分光法は、これらの化合物を研究および特性化するための強力なツールです。