La spectroscopie infrarouge (IR) mesure les vibrations moléculaires dans la région de 4000 à 400 cm⁻¹. Le spectre est divisé en deux zones analytiques : la région des groupes fonctionnels (4000-1300 cm⁻¹), où apparaissent les fréquences caractéristiques des groupes, et la région des empreintes digitales (1300-400 cm⁻¹), qui contient des motifs complexes uniques à chaque molécule. Une interprétation réussie nécessite un examen systématique des deux régions.
Chaque groupe fonctionnel absorbe dans une fenêtre de fréquence caractéristique en raison de la masse des atomes et de la constante de force de la liaison. Les fréquences de référence clés comprennent : l’élongation O-H (large, 3200-3600 cm⁻¹), l’élongation N-H (3300-3500 cm⁻¹, généralement plus fine que O-H), l’élongation C-H (2850-3000 cm⁻¹ pour aliphatique, 3010-3100 cm⁻¹ pour aromatique), l’élongation C=O (1680-1750 cm⁻¹), l’élongation C=C (1620-1680 cm⁻¹) et l’élongation C-O (1050-1300 cm⁻¹). La liaison hydrogène élargit significativement les bandes O-H et N-H et les déplace vers des nombres d’onde plus bas, fournissant des informations sur les interactions intermoléculaires dans l’échantillon.
La préparation de l’échantillon affecte la qualité spectrale. La technique de pastille de KBr consiste à broyer 0,5-1 % d’échantillon avec du KBr sec et à presser le mélange en un disque transparent. La réflectance totale atténuée (ATR) élimine entièrement la préparation de l’échantillon en pressant l’échantillon contre un cristal à haut indice de réfraction (diamant, ZnSe ou Ge) et en mesurant l’onde évanescente. L’ATR est devenue la méthode d’échantillonnage dominante en raison de sa rapidité, de sa reproductibilité et de sa capacité à mesurer les solides, les liquides et les pâtes sans modification.
La soustraction spectrale est une technique puissante de traitement de données pour la spectroscopie différentielle. En soustrayant numériquement un spectre de référence (par exemple, solvant ou matrice) du spectre de l’échantillon, l’analyste peut isoler les bandes d’absorption de l’analyte. Cette approche est particulièrement utile pour identifier les composants traces, surveiller les intermédiaires réactionnels et analyser les produits formulés où l’ingrédient actif est présent à faible concentration.
L’interprétation combinée avec d’autres techniques spectroscopiques améliore considérablement l’élucidation structurale. L’IR identifie les groupes fonctionnels, la RMN fournit des informations sur le squelette carbone-hydrogène et la spectrométrie de masse détermine la masse moléculaire et les schémas de fragmentation. En pratique, l’interprétation IR sert souvent de première étape — un balayage rapide révèle quels groupes fonctionnels sont présents, guidant l’analyse RMN et MS ultérieure vers une attribution structurale complète.
