Identitätskontrolle pharmazeutischer Hilfsstoffe mit Hilfe der
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2 Theoretische Grundlagen<br />
2.4 Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS)<br />
Ein grundsätzlicher Unterschied zwischen <strong>der</strong> “klassischen“ IR-Spektroskopie beziehungs-<br />
weise MIR-Spektroskopie (Mittlere Infrarot-Spektroskopie) und <strong>der</strong> NIR-Spektroskopie<br />
liegt im Wellenzahlenbereich. So sind im IR-Bereich von 400-4000 cm -1 überwiegend<br />
Banden von Grundschwingungen zu sehen sind, während im NIR-Bereich von 4000-12500<br />
cm -1 die Banden eines Spektrums Obertönen und Kombinationsschwingungen zuzuordnen<br />
sind [40].<br />
Die Grundschwingungen von Molekülen liegen also im Mittleren Infrarot, während die<br />
Kombinationen von Schwingungen im Form von Vielfachen ein und <strong>der</strong>selben o<strong>der</strong><br />
Summen mehrerer unterschiedlicher Grundschwingungen im NIR auftreten. Für Kombina-<br />
tionsschwingungen und Obertöne gelten ähnliche symmetriebedingten Auswahlregeln wie<br />
für die Grundschwingungen.<br />
Betrachtet man die Grundschwingungen des CO2 Moleküls aus Kapitel 2.3, so gilt für die<br />
totalsymmetrische Streckschwingung ( ν S ), daß sie Raman- aber nicht IR-aktiv<br />
(Alternativverbot) ist. Gleiches gilt für die Obertöne dieser Schwingung. Weiterhin gilt für<br />
die antisymmetrischen Schwingungen, daß sich <strong>der</strong>en Obertöne in <strong>der</strong> Reihe ν , 2ν , 3ν ...<br />
in ihrer IR- und Raman-Aktivität abwechseln [42].<br />
Die im Vergleich zur MIR-Strahlung energiereichere NIR-Strahlung ermöglicht die<br />
Anregung von Oberschwingungen. Die Absorptionsbanden eines NIR-Spektrums<br />
erscheinen entsprechend bei Vielfachen <strong>der</strong> Wellenzahl <strong>der</strong> entsprechenden<br />
Grundschwingung des Moleküls. Als Beispiel sei eine C−H - Streckschwingung genannt.<br />
Diese Grundschwingung erscheint im IR-Spektrum bei 3125 cm -1 während man <strong>der</strong>en<br />
ersten und zweiten Oberton bei 6250 und 9090 cm -1 beobachtet [40, 41].<br />
Wie bereits beschrieben, treten im NIR zusätzlich Kombinationsschwingungen auf.<br />
Es gibt zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten von Grundschwingungen und <strong>der</strong>en Ober-<br />
tönen, die das Erscheinungsbild <strong>der</strong> NIR-Spektren entscheidend prägen (siehe Abb. 2.4.1<br />
auf S.23).<br />
Während bei einem einfachen dreiatomigen Molekül die Banden bestimmten Obertönen<br />
und Kombinationsschwingungen zuzuordnen sind, ist dies bei komplexeren Molekülen<br />
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