有机化合物系统鉴定法
(1)硝酸银实验 (2)拜尔斯坦实验
Cu [O] CuO X2 CuX2(绿色火焰)
(3)溴和碘的实验
2NaI + Cl2(H2O) 2 NaCl + I2(CCl4)
继续滴加氯水,不断振荡,静置后若四氯化碳层 显红棕色,表示有溴。
I2(CCl4) + Cl2(H2O) 2ICl
2NaBr + Cl2(H2O)
(三)烃类的检验 1.烷烃 烷烃一般没有合适的定性检验方法,主要区别烷 烃与其它烃及含氧化合物可采用实验1的方法。 实验1. 碘—电荷转移实验 碘可溶解在具有π电子或孤电子对的化合物中, 形成棕色电荷转移复合物。碘不可能与烷烃形成 电荷复合物,溶液仍显紫色。
I2 , R2O
I2
2.烯烃与炔烃 实验2 溴的四氯化碳实验 溴的四氯化碳溶液与含有碳碳双键或三键的 化合物发生加成反应使溴褪色。无溴化氢防 出为正结果
(一)物态:样品是固态还是液态,固态样 品可观察其晶形,初步判断纯度。液体样 品应注意有无悬浮物及其它液相存在。 (二)颜色:大多数有机化合物是无色的, 若有颜色,主要包括下列三种情况: (1)含有色的杂质 (2)易被氧化的物质 (3)样品本身有颜色
有机化合物的颜色
颜色
无色 淡黄色 黄色
可能的化合物
(四)灼烧实验:观察样品在灼烧时的情况 (1)是否燃烧?火焰有无黑烟?是否爆炸? (2)如样品是固体,是否熔化,是否升华? (3)有没有气体放出,有无特殊气味? (4)灼烧后有无残渣? 通过灼烧实验可以判断化合物的大致类型 多硝基化合物易爆炸;含碳氢的百分数小的化合物 如多卤物、甲酸、脲等不易燃烧,淀粉无熔点;盐类 难熔化;樟脑和萜类易升华;
没有多个共轭双键或芳香烃 芳香硝基物、氧化偶氮物、亚硝基物等 并苯、邻二酮醌、硝基酚、硝基芳香胺、脎、N—亚硝基 物、偶氮物等
橙或橙红色 红、紫或棕色 绿色
蓝色 黑色
偶氮物、硝基氨基酚、羟蒽醌、靛红、硝基苯肼、硝基苯 腙等 偶氮物、三苯甲烷染料、蒽醌的氨基衍生物等 亚硝基物、N,N—二烷基苯胺等
偶氮染料、靛蓝、等 染料、试样中含有炭等杂质
I 组,惰性化合物
六、官能团检验
(一)目的:进行化合物的官能团定性分析,根据反应产生 的颜色、生成的气体、出现的沉淀、气味及酸碱性的变化 来进行 (二)如何选择官能团鉴定:根据溶解度分组进行选择。 1.不饱和键:除I组外,其它各组化合物都要做溴的四氯化 碳实验及高锰酸钾实验 2.含有卤素的化合物:应做硝酸银的酒精溶液实验;碘化 钠的丙酮溶液实验;以检验卤素的活泼性。 3.对石蕊试纸呈中性反应,并且不含氮的S1组、N组化合 物。 烃:做铁硫氰酸铁实验,以鉴别N组的烃与含氧化合物。 对S1化合物不必做此实验。 醇:做氯化乙酰实验,若得正性结果,再做盐酸—氯化锌 实验,硝酸铈实验。
ArH + CHCl3 AlCl3 (Ar)3CH + 3 HCl (Ar)3C+AlCl4- + (Ar)2CH2
(Ar)3CH + (Ar)2CH+AlCl4-
苯及其同系物、氯代芳烃
萘 联苯和菲 蒽
桔红—红色 蓝色 紫色 绿色
实验7 甲醛—硫酸实验
芳烃与甲醛—硫酸试剂显颜色反应,可用来区别 不溶于冷硫酸的芳烃和烷烃。 苯、氯苯、甲苯、正丁苯 红色 叔丁苯、1,3,5—三甲苯 橙色 联苯、三联苯 蓝—绿色 萘、菲 绿色 蒽 黄绿色
火焰的颜色与化合物的类型
化合物的类型 火焰的类型 芳香烃 低级脂肪烃 含氧化合物 卤化物 糖和蛋白质 黄色火焰带黑烟 黄色火焰几乎无烟 火焰带蓝色 火焰带有烟 燃烧时发出特殊的焦味
二、物理常数的测定 包括熔点、沸点、密度、折光率、比旋 光度、相对分子质量等
三、元素分析 元素分析分为定性分析和定量分析。定性分析 在系统鉴定法中作为溶度分组和官能团检验的 依据以及提供定量分析的测定对象;在生产实 践中可作为原料或产品的检验指标之一,如石 油产品中含硫化合物的检验等。定量分析主要 有以下方面的应用: (1)合成新的化合物后,测定这个化合物的某些 元素的含量,判断它是否与预期的相符。 (2)从天然物中分离出新的有机化合物时,测定 它的组成。 (3)确定工农业产品的规格或质量 (4)药物含量的分析 (5)测定混合物中某组分的含量,在这混合物中 只有这一组分含有某种元素
8. A1组的化合物 羧酸与磺酸:测定羧酸的分子量,以检验羧酸和磺 酸,还可以做酰胲铁实验。 羟基酸:做氯化乙酰实验,检验羟基。 酚酸:做溴水实验,三氯化铁实验,以检验酚的羟 基。 酮酸:做2,4—二硝基苯肼实验,以检验羰基。 硝基:做氢氧化亚铁实验,氢氧化钠丙酮实验以检 验硝基。 醚:做氢碘酸实验。 9. A2组的化合物 本组一酚最为普遍,做氯化乙酰实验,硝酸铈实验, 溴水实验,亚硝酸实验,高锰酸钾实验。此外还需 要做其它分类实验,以检验某些官能团如氰基、羰 基和硝基等。
(一)元素定性分析 (1)试样的分解——钠熔法 C、H、O、N、S、X + Na → C +CO+ CO2+Na2CO3 +NaCN + Na2S + NaX (2)元素的鉴定 A.硫的鉴定 醋酸铅试验 Na2S + Pb(Ac)2 → PbS↓ + 2NaAc 亚硝铁氰化钠试验 Na2S + Na2[Fe(CN)5NO] → Na4[Fe(CN)5(NOS)] 紫红色 B氮的鉴定 普鲁士蓝试验 6NaCN + FeSO4 Na4 → Fe(CN)6+Na2SO4 3Na4Fe(CN)6 + 2Fe2(SO4)3 → Fe4[Fe(CN)6]3 + 6Na2SO4
7.含有多个官能团的化合物 多元醇和酮醇:做氯化乙酰实验;羟氨盐酸盐实 验;2,4—二硝基苯肼实验,以检验羟基和羰基。 多元酸及羟基酸:测定羧酸的分子量,以检验多 元酸和羟基酸。 碳水化合物:碳水化合物在灼烧实验中常常炭化, 并放出特殊的焦味,可以做α—萘酚实验;吐伦实 验,本尼地实验。如果得正性结果,再做间苯二 酚实验。 氨基酸:有些氨基酸也属于S2组的化合物,需做 亚硝酸实验、茚三酮实验;或测定它的苯甲酰衍 生物的羧酸的分子量。
混合物 分离和纯化 “未知物”系统鉴定 初步检验 物理常数测定 元素定性分析 溶度分组 官能团检定 查阅文献 衍生物制备 与已知物对照验证 最终确定结构式 未知物结构分析 元素定量分析 分子量测定 分子式确定 仪器方法定结构 提出新的结构
有机化合物系统鉴定法
一、初步检验:目的: 可获得对未知物的初步 认识,可以判断是无机物还是有机物?是 混合物还是化合物,纯度怎样?还可以推 测未知物可能含有哪些元素及哪种类型的 化合物。
(三)气味:至今还找不出化合物的气味与分子结构 间的可靠规律,而对气味也不能做精确的描述。但 许多有机化合物都有一些特殊的气味。 气味 果香味 杏仁油味 可能的化合物 酯类如水杨酸甲酯、乙酸异戊酯 苯甲醛、硝基苯、苯甲睛
奶香味
臭味 鱼腥味 刺激气味
香草醛、香豆素等
硫醇、异睛 胺类 酰氯、氯化苄、醋酸酐等
RCH CH + Ag(NH3)2OH RC CAg + H2O + 2NH3
3.芳烃
实验5 发烟硫酸实验 芳香烃可溶解在发烟硫酸中,可用此法来区别脂肪烃与 芳香烃
+ SO3 H2SO4 SO3H
实验6 无水三氯化铝—氯仿实验
芳香族化合物在无水三氯化铝存在下与氯仿反应,生成 有色的Ar3C+,在无水三氯化铝表面显各种颜色。
5. 对石蕊试纸呈碱性反应,并且含氮的SB组、S2组 化合物、B组化合物。 伯、仲、叔胺做苯磺酰氯实验、亚硝酸实验、氯 化镍—二硫化碳实验。芳香胺:除进行以上实验 外,还要做溴水实验。S2组和B组的碱性化合物若 还含有其它的官能团,必要时也应该做适当的分 类实验,加以检验。 6. S2组化合物 羧酸盐:先用无机酸将它分解成羧酸,,分出的 羧酸如果不溶于水,过滤后,按照A1组的化合物 碱性鉴定。若生成溶于水的化合物,应用乙醚— 三氯甲烷将它萃取出来,然后蒸去萃取液中的溶 剂后再进行检验。 胺盐:加碱溶液后使胺游离出来,提纯后,做溶 度实验,根据溶度实验的结果按照SB组或B组中的 胺加以检验。
溶 乙 醚 不溶 溶 5%NaHCO3溶液 溶 A1组,酸性强的化合物 S1组 能溶于水的化合物 S2组
水
不溶 5%NaOH溶液 不溶 5%的HCl溶液 溶 溶
不溶
A2组,酸性弱的化合物 B组,碱性化合物
M组,含氮、硫、磷等元素 的中性化合物 不溶
冷浓H2SO4 85%H3PO4 溶 不溶 溶 不溶 N1组 中性化合物 N2组
四、分子式的确定 分子式是鉴定未知物的重要信息,一个未知物 如果确定了它的分子式,也就知道了它的元素 组成,并可通过计算不饱和度可以进一步缩小 结构的可能范围。 分子式的获得有两个量必须精确测定,一是各 元素含量,另一个是分子量。 分子式的确定:元素定量分析的实测值与计算 值的误差应在0.3%以内。 例如:某化合物的元素分析测定值为C, 67.30%;H,8.02%;N,15.80%分子量为 356。根据以上数据计算该化合物的分子式。 从元素定量分析的数据各元素的百分含量和不 等于100%,其差值为氧元素,即氧元素的百分 含量为100—(67.30+8.02+15.80)=8.88
醛和酮:做羟氨盐酸盐实验;2,4—二硝基苯肼实 验,以检验羰基,若得到正性结果再做品 红醛实验;吐伦实验;本尼地实验。 醚: 做氢碘酸实验,检验烷氧基。做溴水实验,检 验芳香醚。 酸酐和酰卤:做酰胲铁实验,水解后,可测定岁界 产物羧酸的分子量。 酯:做酰胲铁实验。 4. 对石蕊试纸呈酸性反应,并且不含氮的SA组和S2 组化合物。 分子量小的酸:测定羧酸的分子量。分子量小的酰 卤和酸酐:做酰胲铁实验。羟基和羰基可做氯化乙 酰实验;硝酸铈实验,以检验羟基。做羟氨盐酸盐 实验;2,4—二硝基苯肼实验,以检验羰基。