有机分析-有机官能团的检验课件.ppt
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- 有机 分析 官能团 检验 课件
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1、Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedLast Modify:2008.81Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved通过官能团检验确定未知物含有哪通过官能团检验确定未知物含有哪些官能团,并确定官能团在分子些官能团,并确定官能团在分子结构中的相互联结方式。结构中的相互联结方式。烃烃卤代烃卤代烃羟基化合物羟基化合物醚醚羰基化合物羰基化合物羧酸及其酰基衍生物羧酸及其酰基衍生物胺类胺类硝基化合物硝基化合物Last Modify:2008.82Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved一、烃类的检验一、烃类的检验L
2、ast Modify:2008.83Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved 1 1、烷烃的检验、烷烃的检验烷烃一般没有合适的定性检验方烷烃一般没有合适的定性检验方法,只是由元素定性分析(无法,只是由元素定性分析(无N N、S S、P P等杂元素),溶度试验等结等杂元素),溶度试验等结果推测得知,在鉴定时主要依据果推测得知,在鉴定时主要依据物理常数物理常数(沸点、密度、折光率(沸点、密度、折光率等)及等)及光谱特征光谱特征。Last Modify:2008.84Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved烯烃、炔烃物态与烷烃相似,由于烯烃
3、、炔烃物态与烷烃相似,由于结构上有双键、氢的数目减少,所结构上有双键、氢的数目减少,所以灼烧时常带以灼烧时常带黑烟黑烟。烯烃、炔烃只。烯烃、炔烃只溶于浓溶于浓H H2 2SOSO4 4,属,属N N组。组。常用检验方法:常用检验方法:溴的四氯化碳试验溴的四氯化碳试验高锰酸钾试验高锰酸钾试验 重金属炔化物试验重金属炔化物试验2 2、不饱和烃的检验、不饱和烃的检验Last Modify:2008.85Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved绝大多数有绝大多数有 C=CC=C RCCl R2 2CHCl RCHCHCl RCH2 2ClCl(3 3)烷基相同,卤原子不同
4、,其活性为烷基相同,卤原子不同,其活性为R-I R-Br R-R-I R-Br R-ClCl(4 4)烯卤化物,卤原子和双键数相同,但双键和烯卤化物,卤原子和双键数相同,但双键和卤原子连接的位置不同,其活性为卤原子连接的位置不同,其活性为CHCH3 3CH=CH-CHCH=CH-CH2 2Cl CHCl CH2 2=CH-CH=CH-CH2 2CHCH2 2Cl CHCl CH3 3-CH-CH2 2-CH=CH=CHClCHCl Last Modify:2008.816Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved在室温下能在室温下能立刻立刻产生卤化银沉淀的卤化物产生
5、卤化银沉淀的卤化物有:胺的氢卤酸盐、酰卤、有:胺的氢卤酸盐、酰卤、RCH=CH CHRCH=CH CH2 2X X、R R3 3CClCCl、RCHBr-CHRCHBr-CH2 2BrBr、RIRI等。等。室温下反应很室温下反应很慢慢,加热后能产生卤化银沉,加热后能产生卤化银沉淀的卤化物有:淀的卤化物有:RCHRCH2 2ClCl、R R2 2CHClCHCl、RCHBrRCHBr2 2、2.4-2.4-二硝基氯苯等。二硝基氯苯等。在加热下也在加热下也无无卤化银沉淀生成的卤化物有:卤化银沉淀生成的卤化物有:C C6 6H H5 5X X、RCH=CH XRCH=CH X、CHClCHCl3 3
6、、CClCCl4 4等。等。Last Modify:2008.817Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved许多有机氯化物和溴化物可以和碘化钠丙许多有机氯化物和溴化物可以和碘化钠丙酮溶液反应,除生成碘化物外,还产生不酮溶液反应,除生成碘化物外,还产生不溶于丙酮的氯化钠或溴化钠沉淀。溶于丙酮的氯化钠或溴化钠沉淀。2、碘化钠一丙酮溶液试验、碘化钠一丙酮溶液试验R-Cl+NaI R-I+NaClR-Br+NaI R-I+NaBr丙酮 丙酮Last Modify:2008.818Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved讨论讨论(1 1)本试验
7、可与硝酸银溶液试验对照进行,在)本试验可与硝酸银溶液试验对照进行,在本反应中,卤代烃的相对反应速度是:本反应中,卤代烃的相对反应速度是:RCHRCH2 2X RX R2 2CHX RCHX R3 3CXCX这种次序,恰好与它们在硝酸银醇溶液中进行这种次序,恰好与它们在硝酸银醇溶液中进行实验所表现的情况相反。实验所表现的情况相反。以溴代烷为例:以溴代烷为例:在在2525时,伯溴代烷在时,伯溴代烷在25 25 3min3min就可析出沉淀;仲溴代烷要加热到就可析出沉淀;仲溴代烷要加热到5050,才能在才能在3min3min内产生沉淀;叔溴代烷在内产生沉淀;叔溴代烷在5050加热加热较长时间才有沉淀
8、析出。较长时间才有沉淀析出。氯代烷比相应的溴代烷反应要慢。氯代烷比相应的溴代烷反应要慢。Last Modify:2008.819Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved(2 2)1 1,2 2二氯乙烷(或二氯乙烷(或1 1,2 2二溴乙烷)与碘二溴乙烷)与碘化钠一丙酮溶液反应,不但产生氯化钠(或溴化钠)化钠一丙酮溶液反应,不但产生氯化钠(或溴化钠)沉淀,而且还有游离的碘析出。沉淀,而且还有游离的碘析出。(3 3)多溴化物、磺酰氯等反应后也析出碘。)多溴化物、磺酰氯等反应后也析出碘。ArSO2Cl+NaI ArSO2I+NaCl 丙酮 ArSO2I +NaI ArS
9、O2Na+I2Last Modify:2008.820Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedIRIR谱对卤化物的谱对卤化物的C-XC-X原子鉴定,虽然有特征谱原子鉴定,虽然有特征谱带带,如如 C-FC-F(11001000cm11001000cm-1-1)C-C-ClCl(750700cm750700cm-1-1)C-BrC-Br(600500cm600500cm-1-1)C-IC-I(500200cm500200cm-1-1 )由于由于C-XC-X吸收峰频率容易受邻接基团的影响,吸收峰频率容易受邻接基团的影响,吸收峰位置变化较大,吸收峰位置变化较大,IRIR光
10、谱对含卤素有机光谱对含卤素有机物的鉴定受到一定限制。物的鉴定受到一定限制。Last Modify:2008.821Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved三、三、有机含氧化合物的检验Last Modify:2008.822Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved低级低级和和中级中级醇为无色液体,醇为无色液体,C C1212以上为固体或蜡状以上为固体或蜡状物质,多元醇为粘稠液体或固体。某些醇具有特物质,多元醇为粘稠液体或固体。某些醇具有特殊香味。殊香味。C C3 3以下一元醇属于以下一元醇属于S S1 1组,正丁醇组,正丁醇属属S S1
11、 1N N组,组,C C4 4以上的一元醇属以上的一元醇属N N组。组。二元醇和多元醇,它们都溶于水,但难溶或不溶二元醇和多元醇,它们都溶于水,但难溶或不溶于乙醚,属于乙醚,属S S2 2组。芳香醇在水中溶解度一般都很小,组。芳香醇在水中溶解度一般都很小,但均能溶于浓但均能溶于浓H H2 2SOSO4 4中,属中,属N N组。组。醇类的特性官能团是羟基。依据羟基醇类的特性官能团是羟基。依据羟基联接在不同联接在不同的碳原子上的碳原子上,可分为伯、仲、叔醇,根据分子中,可分为伯、仲、叔醇,根据分子中羟基数不同羟基数不同,又有,又有一元醇、二元醇和多元醇一元醇、二元醇和多元醇之分。之分。所以所以首先
12、检验是否具有醇羟基首先检验是否具有醇羟基,进而区分伯、仲、进而区分伯、仲、叔醇,以及是否为多元醇叔醇,以及是否为多元醇。Last Modify:2008.823Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedA A、硝酸铈试验、硝酸铈试验含有含有十个碳以下十个碳以下的醇与硝酸铈溶液作用,一般的醇与硝酸铈溶液作用,一般生成生成琥珀色或红色琥珀色或红色配合物。其反应为配合物。其反应为(NH(NH4 4)2 2Ce(NOCe(NO3 3)6 6+2HNO+2HNO3 3 H H2 2Ce(NOCe(NO3 3)6 6+2NH+2NH4 4NONO3 3ROH+HROH+H2 2
13、Ce(NOCe(NO3 3)6 6 H H2 2Ce(OR)(NOCe(OR)(NO3 3)5 5+HNO+HNO3 3(1)一般醇羟基的检验)一般醇羟基的检验Last Modify:2008.824Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedB B、酰氯试验、酰氯试验酰氯试验是鉴定羟基最常用的方酰氯试验是鉴定羟基最常用的方法。法。常用的酰化剂有乙酰氯和苯常用的酰化剂有乙酰氯和苯甲酰氯。甲酰氯。酰氯与羟基化合物反应生成酯酰氯与羟基化合物反应生成酯。O O CH3-C-Cl+ROH CH3-C-OR+HCl(1)一般醇羟基的检验)一般醇羟基的检验Last Modify:
14、2008.825Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedB B、酰氯试验、酰氯试验反应发热和放出反应发热和放出氯化氢氯化氢,生成的酯在水生成的酯在水中溶解度小于相应的羟基化合物中溶解度小于相应的羟基化合物;低级低级酯往往具有水果香味酯往往具有水果香味;常以此来鉴别醇常以此来鉴别醇的存在。的存在。乙酰氯与水易反应,因此,乙酰氯与水易反应,因此,不适用于鉴不适用于鉴别含水醇别含水醇。苯甲酰氯和水反应较慢,可苯甲酰氯和水反应较慢,可用于含水醇的鉴定用于含水醇的鉴定(1)一般醇羟基的检验)一般醇羟基的检验Last Modify:2008.826Producer:喻红梅喻红
15、梅 All rights reservedC C、金属钠试验、金属钠试验2Na+2ROH 2RONa +2H2Na+2ROH 2RONa +2H反应的活性次序为:伯反应的活性次序为:伯 仲仲 叔叔(1)一般醇羟基的检验)一般醇羟基的检验Last Modify:2008.827Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedD D、钒、钒-8-8-羟基喹啉试验(苯作溶剂)羟基喹啉试验(苯作溶剂)(1)一般醇羟基的检验)一般醇羟基的检验NOVONOOHnROHNOVONOOH.(HOR)n绿色绿色红色红色Last Modify:2008.828Producer:喻红梅喻红梅
16、All rights reservedA A卢卡斯(卢卡斯(LucasLucas)试验试验无水氯化锌在浓盐酸中的饱和溶液无水氯化锌在浓盐酸中的饱和溶液,与醇,与醇反应,生成难溶于水的卤代烃。反应,生成难溶于水的卤代烃。由生成卤由生成卤代烃反应速度快慢来区别伯、仲、叔代烃反应速度快慢来区别伯、仲、叔醇。醇。(2)伯、仲、叔醇的鉴别试验)伯、仲、叔醇的鉴别试验Last Modify:2008.829Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedR R3 3COH+COH+HClHCl R R3 3CCl+HCCl+H2 2O O 两相分层或混浊两相分层或混浊R R2 2CH
17、OH+CHOH+HClHCl R R2 2CHCl+HCHCl+H2 2O ORCHRCH2 2OH+OH+HClHCl 不反应。不反应。2ZnCl立即2ZnCl放置Last Modify:2008.830Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedB B硝铬酸试验硝铬酸试验大多数伯、仲醇,易被重铬酸钾一硝酸溶大多数伯、仲醇,易被重铬酸钾一硝酸溶液氧化为羧酸或酮液氧化为羧酸或酮K K2 2CrCr2 2O O7 7+3RCH+3RCH2 2OH+16HNOOH+16HNO3 3 4Cr(NO 4Cr(NO3 3)2 2+4KNO+4KNO3 3+3RCOOH+11H+
18、3RCOOH+11H2 2O O反应后溶液变为反应后溶液变为蓝色蓝色。叔醇不能被氧化叔醇不能被氧化。借此可将伯、仲醇与叔醇相区别。借此可将伯、仲醇与叔醇相区别。(2)伯、仲、叔醇的鉴别试验)伯、仲、叔醇的鉴别试验Last Modify:2008.831Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedRCHOHCHOHR+HIO4 2RCHO+H2O+HIO3CH2OH(CHOH)nCH2OH+(n+1)HIO4 HCHO+nHCOOH+(n+1)HIO3+H2O 大多数二元或多元邻位醇类及糖类都能被高碘大多数二元或多元邻位醇类及糖类都能被高碘酸氧化成甲醛、甲酸和水。这一反
19、应对邻位二元酸氧化成甲醛、甲酸和水。这一反应对邻位二元醇以上的多元醇有选择性。所以高碘酸被用作检醇以上的多元醇有选择性。所以高碘酸被用作检验邻位二醇的试剂。反应如下:验邻位二醇的试剂。反应如下:反应生成的反应生成的甲醛可以借希夫试验(甲醛可以借希夫试验(SchifsSchifs试验)或试验)或杜伦试验(杜伦试验(TollensTollens试验)检验试验)检验,但在试验之前必须,但在试验之前必须证实样品中无醛存在。证实样品中无醛存在。Last Modify:2008.832Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved酚类除间甲酚、间位取代的卤代酚是液体外,酚类除间甲酚
20、、间位取代的卤代酚是液体外,其余均为固体。一元酚类有强烈的气味(药其余均为固体。一元酚类有强烈的气味(药味)。除硝基酚外,多数纯酚应为无色,酚带味)。除硝基酚外,多数纯酚应为无色,酚带颜色往往是被氧化而引起的。一元酚在水中溶颜色往往是被氧化而引起的。一元酚在水中溶解度很小,随着苯环上羟基增多,在水中溶解解度很小,随着苯环上羟基增多,在水中溶解度增大。邻、间、对苯二酚属度增大。邻、间、对苯二酚属S S1 1组。酚均溶于组。酚均溶于5 5NaOHNaOH而不一定都溶于而不一定都溶于5 5NaHCONaHCO3 3溶液。苯酚溶液。苯酚属属S S1 1A A2 2组,其它大多数酚均属组,其它大多数酚均
21、属A A2 2组。也有组。也有属属于于A A1 1组,组,如如2 2,4-4-二硝基苯酚二硝基苯酚。酚的检验常用酚的检验常用三氯化铁试验三氯化铁试验和和溴水溴水试验。试验。2 2、酚类化合物的检验、酚类化合物的检验Last Modify:2008.833Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved 大多数酚类,遇到三氯化铁溶液大多数酚类,遇到三氯化铁溶液均可形成有色配合物。均可形成有色配合物。6C6C6 6H H5 5OHOHFeCIFeCI3 3(C C6 6H H5 5O O)6 6FeFe 3-3-6H6H+3CI3CI-有色配合物的颜色,往往因所用溶剂,有色配
22、合物的颜色,往往因所用溶剂,反应物的浓度、溶液的反应物的浓度、溶液的 pHpH值以及反值以及反应时间的不同而改变。可以查表得出应时间的不同而改变。可以查表得出各种颜色。各种颜色。A三氯化铁试验三氯化铁试验Last Modify:2008.834Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedOHBr2OHBrBrBrOHBrBrBrBr2OBrBrBrBr+3HBr2%HI黄色黄色 Last Modify:2008.835Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedOHHONO-H2OOHNOONOHC6H5OHH2SO4OHNOH HSO4+.
23、-OHNO-H2O (绿色)(绿色)靛酚(红色)靛酚(红色)NaOHONO Na+-(蓝色)(蓝色)Last Modify:2008.836Producer:喻红梅喻红梅 All rights reserved羰基化合物包括羰基化合物包括醛、酮醛、酮两大类。两大类。醛、酮除醛、酮除甲醛甲醛(沸点(沸点-21-21)和)和乙醛乙醛(沸(沸点点2020)在室温下是)在室温下是气体气体外,其它外,其它醛、酮都是醛、酮都是液体或固体液体或固体。甲醛有刺激味,其它醛、酮都有。甲醛有刺激味,其它醛、酮都有特殊气味,灼烧时常带蓝色火焰。甲醛、乙醛、特殊气味,灼烧时常带蓝色火焰。甲醛、乙醛、丙酮易溶于水和溶于
24、乙醚丙酮易溶于水和溶于乙醚为为S S1 1组。丙醛在组。丙醛在 100 100 g g水中溶解水中溶解16g16g,也属,也属S S1 1组。正丁醛属于组。正丁醛属于S S1 1-N-N组。组。其它的其它的醛和酮大多数均溶于浓醛和酮大多数均溶于浓H H2 2SOSO4 4中,属中,属N N组。组。醛、酮由于两者都具有羰基,所以均能与羰醛、酮由于两者都具有羰基,所以均能与羰基试剂发生加成缩合反应,例如与羟胺作用生基试剂发生加成缩合反应,例如与羟胺作用生成成肟肟,与肼类缩合生成腙等。,与肼类缩合生成腙等。醛由于羰基上连醛由于羰基上连有活泼氢,很易被弱的氧化剂所氧化,借此来有活泼氢,很易被弱的氧化剂
25、所氧化,借此来区别醛和酮区别醛和酮。3.3.羰基化合物的检验羰基化合物的检验Last Modify:2008.837Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedA 2A 2,4-4-二硝基苯肼试验二硝基苯肼试验醛和酮都能与醛和酮都能与2 2,4 4一二硝基苯肼反应,生成一二硝基苯肼反应,生成黄色或黄色或橙黄色橙黄色的的2 2,4 4二硝基苯腙沉淀。二硝基苯腙沉淀。(1)醛和酮的检验)醛和酮的检验ORRH2NNHNO2NO2RRNNHNO2NO2-H2O+Last Modify:2008.838Producer:喻红梅喻红梅 All rights reservedB B
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