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有机化合物官能团的检测ppt课件.ppt

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    • 第第 六章六章 有机化合物官能团的检测有机化合物官能团的检测精化精化产品分析品分析 § 有机化合物官能团的检测是系.统鉴定未知物的一个重要步骤一个未知物经过了初步调查、元素定性分析和溶解度分组实验之后,对其所属的大致范围,曾经有了初步的认识接下来的任务便是选择适当的官能团实验和光谱分析来确定未知物具有哪些官能团,并确定官能团在分子构造中的相互结合方式§ 官能团的化学检测,必需选择那些操作简便,反响迅速,又有明显可察看到的景象〔如颜色、沉淀、气味及产生气泡〕的反响 6..1 烃类烃类§烃类分为饱和烃和不饱和烃两大类饱和烃又有链状烷烃和环烷烃之分;不饱和烃那么有烯烃、炔烃和芳烃三类§烃类化合物在元素组成上只含有碳和氢两种元素因此,在元素定性分析时,检验不出氮、硫、卤素等元素在溶解度分组实验中,烷烃属Ι组;烯烃、炔烃属N组;芳烃多数属Ι组,有些多烷基取代的芳烃等属N组烷烃由于分子中没有活性官能团,因此没有检测它的特征反响,通常都是反证的根底上确定为烷烃的烯烃和炔烃分别含有双键和参键,可经过特征反响检验之芳烃可经过芳环特有的取代反响加以检验 6.1.1烷烃烷烃§烷烃普通没有适宜的定性检验方法,只是由元素定性分析〔无N、S、P等杂元素〕,溶度实验等结果推测得知,在鉴定时主要根据物理常数〔沸点、密度、折光率等〕及光谱特征。

      1 碘碘-电荷转移实验电荷转移实验§本实验可用于区分烷烃与不饱和烃,以及分子中含有孤电子的化合物§具有π电子对及n电子对的,可与碘构成配合物,产生棕色烷烃在构造上不具备上述条件,呈负反响,无棕色呈显 2 铁硫氰酸铁实验铁硫氰酸铁实验§本实验可用干区分烃类、卤代烃与含氧化合物一切的烃类和卤代烃类化合物,均不能溶解铁硫氰酸铁Fe[Fe(SCN)6],而含氧化合物能溶解铁硫氰酸铁,使溶液呈深红色 烷烃的光谱分析烷烃的光谱分析 §〔1〕红外光谱鉴定:烷烃〔不包括含张力环的环烷烃〕在3000~2800cm-1、1460cm-1和0cm-1处有甲基和亚甲基C—H的伸缩振动和变形〔或弯曲〕振动谱带这些谱带的位置比较恒定,易于识别烷烃碳链中的甲基约在5cm-1处,呈现特征吸收带假设烷烃分子中存在有异丙基,那么在商定0cm-1处有两个强度相等的分裂峰,假设这两个峰的强度不相等,那么分子中能够存在有叔丁基异丙基在922~919cm-1,叔丁基在932~926cm-1处有甲基面外摆动产生的弱吸收峰§〔2〕核磁共振谱鉴定:烷烃中的氢在1H核磁共振谱中,其化学位移〔δ〕都处于高场,约在0.00~2.0 ppm之间。

      6.1.2 烯烃和炔烃烯烃和炔烃§〔1〕物态:与烷烃类似灼烧时有黑烟§〔2〕元素定性分析:不含氮、硫、卤素§〔3〕溶解度实验:溶于浓硫酸,属N组§〔4〕化学检验:溴的四氯化碳实验;高锰酸钾溶液实验;炔金属化合物实验§〔5〕IR:烯烃:在3095~3050cm-1〔中〕;在1650~1640cm-1〔中〕;在995~665 cm-1炔烃:在3310~3200cm-1〔尖〕;在2300~2050cm-1〔弱〕;在650~600cm-1(强〕〔6〕1HNMR: ,δ≈5ppm;≡C-H, δ≈2.5ppm〔7〕UV:主要鉴定共扼双键 §1、溴的四氯化碳实验§绝大多数有 >C=C< 的化合物可以和溴发生亲电加成反响,使溴的四氯化碳溶液中溴的红棕色退去 Br Br§ §>C=C< + Br2 >C - C< §讨论§〔1〕大多数含有双键的化合物,能使溴很快退色,当双键的碳原子上连有吸电子基团或空间位阻大时,使加成反响变得很慢,甚至不能进展§〔2〕叁键对亲电试剂的加成不如双键活泼,所以,炔烃与溴的四氯化碳溶液加成反响进展较慢 §〔3〕芳香族化合物或是不与溴的四氯化碳溶液反响,或是起取代反响。

      当苯环上的氢被(-OH. –OR.-NR2)取代时发生取代反响如§HBr气体可用pH试纸或蓝色石蕊试纸检验,芳胺因与HBr成盐而无HBr放出§(4)烯醇、醛、酮及含有活泼亚甲基的化合物与溴发生反响,使溴退色,并有HBr气体放出 §2、高锰酸钾溶液实验§含有不饱和键的化合物能与高锰酸钾反响,使后者的紫色褪去而生成棕色的二氧化锰沉淀 §讨论§〔1〕一些不与溴的四氯化碳溶液反响的不饱和化合物可被高锰酸钾氧化如§(C6H5) 2C=C(C6H5)2所以,两个实验平行进展,以示对照§〔2〕一些易被氧化的化合物均有反响如酚、醛、苯胺等醇在中性条件下不反响,但如含有少量复原性杂质,也会引起颜色变化§〔3〕不溶于水的试样,可先溶解在不含醇的丙酮中 § §3 金属化合物实验§末端炔烃(RC≡CH)与重金属离子(Ag+、Cu+)作用可以生成炔金属化合物沉淀 6.1.3 芳烃芳烃§〔1〕物态:苯和多数烷基取代苯都是具有芳香气味的无色液体稠环和多环芳烃多为无色固体灼烧时有浓黑烟§ 〔2〕元素定性分析:不含氮、硫、卤素§〔3〕溶解度实验:溶于浓硫酸中的,属N组,不溶于浓硫酸中的,属I组§〔4〕化学检验:甲醛-浓硫酸实验;氯仿-无水三氯化铝实验。

      §〔5〕IR:芳烃有三组特征吸收谱带§ υC=C,1600~1500 cm-1(可变)§ υC-H(芳环),3100~3000 cm-1(中)§ δC-H(芳环),870~675 cm-1(强)§〔6〕 1HNMR:芳环上氢的化学位移(δ)处在远低场,δ=6~9 ppm之间;对于苯,其δ=7.27ppm§〔7〕 MS:芳烃的质谱中通常有强的 离子(tropyllium ion)峰,m/z=91,它常是烷基取代芳烃的基峰§〔8〕UV:用紫外光谱鉴定芳烃类化合物比较有效,它具有可测定的特征谱带 1.甲醛-浓硫酸实验 §芳烃与甲醛、浓硫酸反响呈现颜色本实验可用以区分不溶于浓硫酸中的芳烃和烷烃 §甲醛-浓硫酸试剂在室温或温热条件下与芳烃、酚、噻吩等反响,呈现红色、紫色或绿色固体这种反响的机理及其产物构造目前尚不非常清楚普通以为浓硫酸在这反响过程中起脱水和氧化两种作用,反响能够按如下过程进展 2.氯仿-无水三氯化铝实验 §芳烃和卤代芳烃在无水三氯化铝的存在下与氯仿反响,构成三芳基正离子[(Ar)3C+]而呈现各种颜色 6.2 有机卤化物有机卤化物§〔1〕物态:烷基和烯基卤化物的沸点比同碳数相应的烃都高。

      在各种卤化物中,氟化物沸点最低C1~C2的烷基氯是气体,甲基溴是气体,其它烷基卤均为液体(不包括氟化物)芳基卤化物大多数是无色液体,有一些芳香气味,灼烧时有黑烟§ 〔2〕元素定性分析:含卤素§ 〔3〕溶解度实验:不溶于一切的分组溶剂,属I组§ 〔4〕化学检验:硝酸银乙醇溶液实验;碘化钠丙酮溶液实验;芳卤化物可用甲醛-浓硫酸实验和氯仿-无水三氯化铝实验检验其芳香性 §〔5〕IR:碳卤键的振动频率,在普通运用的红外光谱仪上检测不出来,所以利用红外光谱鉴定C—X基团不很理想§ υC-F 1250~960 cm-1 υC-Br 667~290 cm-1§ υC-Cl 830~500 cm-1 υC-I 600~200 cm-1§〔6〕1HNMR: 在烷基卤化物中, 中H核的化学位移与卤原子电负性大小有关卤原子的电负性越大,那么衔接卤原子碳上H核的化学位移越移向低场§ 〔7〕MS:利用质谱鉴定卤化物是很有用的,特别是氯化物和溴化物,它们在质谱中均有同位素峰,易于识别和判别 §1、硝酸银醇溶液实验§卤代烃或其衍生物与硝酸银作用生成卤化银沉淀。

      §R-X + AgNO3 RONO2 +AgX↓§由于分子构造不同,各种卤代烃与硝酸银醇溶液作用,在反响活性上有很大差别 §〔1〕以离子键结合的氢卤酸盐〔铵盐、 盐等〕反响活性最大§〔2〕碳原子数一样的伯、仲、叔卤烷〔一样卤原子〕,其活性为§R3CCl > R2CHCl > RCH2Cl§〔3〕 烷基一样,卤原子不同,其活性为§R-I > R-Br > R-Cl§  §〔4〕 烯卤化物,卤原子和双键数一样,但双键和卤原子衔接的位置不同,其活性为§CH3CH=CH-CH2Cl > CH2=CH- CH2CH2Cl > CH3-CH2-CH=CHCl §在室温下能立刻产生卤化银沉淀的卤化物有:胺的 氢 卤 酸 盐 、 酰 卤 、 RCH=CH CH2X、 R3CCl、RCHBr-CH2Br、RI等§室温下反响很慢,加热后能产生卤化银沉淀的卤化物有:RCH2Cl、R2CHCl、RCHBr2、 2.4-二硝基氯苯等§在加热下也无卤化银沉淀生成的卤化物有: C6H5X、RCH=CH X、CHCl3、CCl4等 §2、碘化钠一丙酮溶液实验§许多有机氯化物和溴化物可以和碘化钠丙酮溶液反响,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。

      R-Cl + NaI R-I + NaCl↓R-Br + NaI R-I + NaBr↓ §讨论§〔1〕本实验可与硝酸银溶液实验对照进展,在本反响中,卤代烃的相对反响速度是:§RCH2X > R2CHX > R3CX§这种次序,恰好与它们在硝酸银醇溶液中进展实验所表现的情况相反 §以溴代烷为例:在25℃时,伯溴代烷在25℃ 3min就可析出沉淀;仲溴代烷要加热到50℃,才干在3min内产生沉淀;叔溴代烷在50℃加热较长时间才有沉淀析出§氯代烷比相应的溴代烷反响要慢 §〔2〕1,2-二氯乙烷〔或1,2-二溴乙烷〕与碘化钠一丙酮溶液反响,不但产生氯化钠〔或溴化钠〕沉淀,而且还有游离的碘析出§ §〔3〕多溴化物、磺酰氯等反响后也析出碘 ArSO2Cl + NaI ArSO2I + NaCl↓ ArSO2I + NaI ArSO2Na + I2 §IR谱对卤化物的C-X原子鉴定,虽然有特征谱带,如§ C-F〔1100~1000cm-1〕§ C-Cl〔750~700cm-1〕§ C-Br〔600~500cm-1〕§ C-I〔500~200cm-1 〕§由于C-X吸收峰频率容易受邻接基团的影响,吸收峰位置变化较大,IR光谱对含卤素有机物的鉴定遭到一定限制。

        6.3 有机含氧化合物有机含氧化合物§有机含氧化合物是有机化合物中类别最多的一大类化合物在这大类化合物中,包括有醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物根据它们的化学性质,经过溶解度分组实验又可将它们分为中性和酸性两类,而这两类化合物均有水溶性和水不溶性的化合物中性含氧化合物有醇、醚、醛、酮、酐、酯等;酸性含氧化合物有羧酸、酚、烯醇等,而酸性化合物又有强酸与弱酸之分 6.3.1 醇类醇类 § (1) 物态:醇从C1起就是液体,它们具有较高的沸点,无色,有特殊气味,C12以上的醇是固体多元醇是高沸点粘稠液体或固体§ 〔2〕元素定性分析:不含氮、硫、卤原子(含有氮、硫、卤基团的醇除外)§ 〔3〕溶解度实验;C3以下的一元醇与水能混溶,且能溶于乙醚,是S1组中性化合物C4溶于水,溶解度不大,但仍属S1组从C5起不溶于水,属N组二元醇或多元醇都易溶于水,难溶或不溶于乙醚,属S2组§ 〔4〕化学检验:硝酸铈铵实验;铭酐实验;N-溴代丁二酰亚胺实验;高碘酸实验§ 〔5〕IR:羟基的υO-H在3600~32O0cm-1区(强、宽);碳氧键的υC-O在1200~1000cm-1区(强、宽)。

      § 〔6〕1HNMR:羟基H核的化学位移(δ)在1~5ppm之间,假设加重水,那么此信号消逝 1. 硝酸铈铵实验 §含有十个碳以下的醇与硝酸铈铵溶液作用,普通生成琥珀色或红色配合物其反响为 §讨论§本实验的试剂是硝酸铈铵的硝酸溶液,呈黄色,它能与含有羟基的多数化合物作用,构成红色配合物,C10以下的伯醇、仲醇、叔醇均呈正结果乙二醇、多元醇、羟基醛或羟基酮以及糖类也与本试剂呈正结果§反响产物红色配合物,经放置后红色消逝,这是由于配合后的醇被氧化,Ce(IV)被复原成Ce(III)离子之故各种醇配合物的消色时间不同,有的在15分钟内即可消色,有的要放置几小时甚至过夜才干消色§一元醇中以甲醇显示的颜色最深,随着醇分子量的加大,颜色变浅,有时那么呈红棕色 2.铬酐实验 §铬酐在酸性水溶液中能将伯醇氧化为羧酸,将仲醇氧化为酮,橙红色的铬(VI)被复原为蓝绿色的混浊液叔醇不被氧化因此本实验可用于区分伯醇、仲醇和叔醇 3. N-溴代丁二酰亚胺实验§ 本实验也是用于区分伯醇、仲醇和叔醇的一种方法三种不同的醇与溴和N-溴代丁二酰亚胺反响,给出三种不同的结果伯醇给出橙色;仲醇给出橙色后,即行消色;叔醇不呈色。

      从而到达区分三种醇的目的 4. 高碘酸实验 §大多数邻二醇和-羟基醛或-羟基酮都能被高碘酸氧化构成醛、羧酸和碘酸碘酸与硝酸银作用可得白色碘酸银沉淀,借此检验以上化合物 §讨论§高碘酸对于邻二醇、-羟基醛、-羟基酮、邻二酮类、-羟基酸和-氨基醇等均呈正结果,其氧化速度按上列次序依次递减β-二羟基化合物和其它含有活泼亚甲基的化合物也呈正结果 6.3.2醚类醚类§〔1〕物态:简单的脂肪族醚和芳香族醚都是液体,有特殊的气味二苯醚是固体§〔2〕元素定性分析:不含氮、硫、卤原子(含杂原子取代基的除外)§〔3〕溶解度实验:C4以下的醚如乙醚溶于水,但溶解度不大,属S1组其它的醚均溶于浓硫酸,属N组§〔4〕化学检验:氢碘酸实验§〔5〕IR:简单的脂肪族醚,其υC-O-C (as)在115O~1085 cm-1(强);υC-O-C(s)~1125cm-1(弱)芳醚(Ar0R)的υC-O-C(as)在1275~1200cm-1(强);υC-O-C(s)在1075~1020cm-1(强)§〔6〕1HNMR:醚的1H核磁共振谱,其-碳上H核的化学位移(δ)约为3.2~3.6ppm,与醇中-碳上相应的H核类似。

      当醚的一个R被芳基取代后,那么-碳上H核的化学位移向较低场 1. 氢碘酸实验 §醚与氢碘酸作用可使碳氧键断裂生成碘代烷§易挥发的碘代烷与硝酸汞作用,生成朱红色的碘化汞§在醚的构造中,必需有一个C3以下的烷基才干与氢碘酸作用生成易挥发的碘代烷 6.3.3 醛和酮类醛和酮类 §〔1〕物态:醛类中除甲醛〔b.p.—21○C〕、乙醛〔b.p.20○C〕外,其它醛均为无色液体或固体,甲醛有剧烈的刺激气味酮类都是无色液体或固体醛和酮都有特殊气味§〔2〕元素定性分析:不含氮、硫、卤原子(含杂原子取代基的除外)§〔3〕溶解度实验:C4以下的醛、酮及2-戊酮、3-戊酮均属S1组其他的醛和酮都不溶于水而溶于浓硫酸,属N组§〔4〕化学检验:2,4-二硝基苯肼实验;品红醛试剂实验;铜离子复原实验;碘仿反响(次碘酸钠实验) §〔5〕IR:醛和酮共有的特征谱带是羰基的 谱带饱和脂肪族醚的在1725 cm-1处;饱和脂肪族酮的在1715cm-1处;羰基与芳环相衔接或与双键相衔接的酮,其在168O~1666cm-1区域§ 醛基的在282Ocm-1和2720cm-1处有弱峰,将此区域的谱带与联络起来可以鉴定醛。

      §〔6〕1HNMR:醛基H核的化学位移在远低场,δ=9.4~10ppm 1. 2,4-二硝基苯肼实验 §2,4-二硝基苯肼是检验醛和酮羰基最重要和最有代表性的一个反响醛和酮与2,4-二硝基苯肼作用生成黄色、橙色和橙红色的2,4-二硝基苯腙结晶 § 讨论§大多数醛和酮与2,4-二硝基苯肼作用生成不溶于水的固体结晶,有的产物最初能够是油状物,静置假设干时间后会有结晶析出但是,也有些长碳链脂肪族酮,如甲基正辛基酮、二正戊基酮等,生成的二硝基苯腙是油状物而得不到固体产物 2. 品红醛试剂实验 § 品红醛试剂也叫做Schiff试剂,它是用品红盐酸盐与亚硫酸配制而成的二-N-亚磺酸无色溶液这试剂在与两分子醛反响后得到一种加成产物,然后很快失去一分子亚硫酸而生成带有蓝色颜色的紫红色醌型构造脂肪族醛易与本试剂反响,芳香族醛反响较慢,酮类不起反响 3. 铜离子复原实验§ 脂肪族醛与铜(Ⅱ)子反响能使铜复原为氧化亚铜(I)砖红色沉淀,而醛那么被氧化为羧酸这是检验脂肪族醛的一个特有反响,芳香族醛和酮均无此反响铜离子试剂有多种,最常用的有Fehling试剂和Benedict试剂这里我们仅列用Benedict试剂实验的方法。

      §Benedict试剂是由Fehling试剂改良而成,它是用硫酸铜、柠檬酸和碳酸氢钠配制而成的铜(Ⅱ)柠檬酸碱性配合物溶液,广泛地用于检验醛和糖类 4. 碘仿反响(次碘酸钠实验) §碘仿反响是检验甲基酮(或醛) 的一个特有反响反响试剂是碘的碘化钾溶液,在氢氧化钠溶液中与样品作用,得到具有特殊药气味的浅黄色碘仿结晶和羧酸钠 §讨论:能发生碘仿反响的化合物,在构造上必需具备-甲基羰基(CH3CO-),或能被氧化为这种构造的醇,例如: 6.3.4 酯类酯类§(1)物态:多数脂肪族和芳香族酯都是无色液体,具有各种香味一些酚构成的酯多半是固体§〔2〕元素定性分析:不含氮、硫、卤原子(含杂原子取代基的除外)§〔3〕溶解度实验:C5以下的酯在水中可溶或微溶,为S1组C5以上的酯属于N组§〔4〕化学检验:异羟肟酸实验§〔5〕IR:酯有C=O基,它的υC=O在1820~1720cm-1区(强)酯还有C—O键,其υC-O在1300~1000 cm-1区〔强〕§〔6〕1HNMR:酯构造中的α-碳上的氢,其化学位移δ约为2.0~2.5ppm酯基部分与氧相衔接的α-碳上的氢,其化学位移δ约为3.2~4.5ppm。

      芳香族酯类,其芳环上H核的化学位移比苯略在低场,而其邻位H核的δ约为8.2ppm,间位和对位H核的δ约为7.5~7.6ppm 1. 酯的异羟肟酸实验§酯与盐酸羟胺在碱溶液中作用生成异羟肟酸(hydroxamic acid),异羟肟酸与三氯化铁反响可得到异羟肟酸铁盐的深红色溶液 §讨论 §酸酐和酰氯也与盐酸羟胺反响:§所得异羟肪酸再加三氯化铁,可得到与酯一样的显色反响§本实验的颜色受酸性强度的影响而有所不同,假设参与三氯化铁溶液后,反响液呈较深的蓝色时,可再参与1~2滴7%盐酸,结果可趋向红紫色 6.3.5 酸酸 酐酐§〔1〕物态:脂肪族一元酸酐,自乙酸酐到癸酸酐均为无色液体二元酸酐和芳酸酐均为固体低级酸酐有刺激味§〔2〕元素定性分析:不含氮、硫、卤原子§〔3〕溶解度实验:除乙酸酐(每100g水中溶解12g)外,其他的酸酐均不溶于水而溶于浓硫酸,属N组留意,低级酸酐易水解而溶于水§〔4〕化学检验:酸酐的异羟肟酸实验§〔5〕IR:酸酐的红外光谱中呈现两个特征谱带,约在1825 cm-1处;约在1758cm-1处§〔6〕1HNMR:H的化学位移(δ)以约在2.3ppm 6.3.6 酰卤酰卤§ 〔1〕物态:最常见的既酰卤为酰氯。

      大多数酸氯均为无色液体,某些芳酰氯是固体酰氯有剧烈的刺激味低级酰氯极易吸湿分解§ 〔2〕元素定性分析:含有卤原子§ 〔3〕溶解度实验:C5以下的酰氯极易遇水分解而溶于水,其它的酰卤溶于浓硫酸,属N组§ 〔4〕化学检验;硝酸银乙醇溶液实验;异羟肟酸实验§ 〔5〕IR:脂肪族酰氯的羰基约在1815~1785cm-1区芳酰氯,由于羰基和苯环共轭,故出如今约1700~1727cm-1区,是双峰§ 〔6〕1HNMR:酰氯碳上氢的化学位移δ约在2.0~2.5 ppm芳环氢视其位置不同,化学位移不同:邻位H,δ~8.00ppm;间位和对位H,δ7.2~7.8ppm 6.3.7 羧羧 酸酸§ 〔1〕物态:C8以下的一元脂肪族羧酸在室温下是无色液体C8以上的羧酸、二元羧酸以及芳香族羧酸为无色固体C1~C3的一元羧酸有剧烈的刺激性酸味; C4~C6一元羧酸有难闻的臭味;C7以上的羧酸因分子量加大而气味减小§ 〔2〕元素定性分析:不含氮、硫和卤原子(含有杂原子基团的除外)§ 〔3〕溶解度实验:C1~C4羧酸能与水混溶,C5羧酸在水中的溶解度为3.79/100g水,仍属溶于水,以上羧酸均属S1A组。

      其它的羧酸均属A1组§ 〔4〕化学检验:羧酸的异羟肟酸实验;中和当量测定§ 〔5〕IR:羧酸的红外光谱中,有三个特征吸收谱带c=0约在1710cm-1〔强〕;§υO-H约在3333~2509 cm-1区域(强,宽);δO-H(面外)约在920 cm-1(中,宽)§ 〔6〕1HNMR:羧酸碳上的H,其化学位移δ约在2.0~2.5 ppm;羧基中 H的化学位移δ约在10~13ppm,加重水处置后,此处的H信号消逝 1.羧酸的异羟肟酸实验羧酸的异羟肟酸实验 § 羧酸羧基上的羟基不易与羟胺反响,为了获得较好的检验效果,通常将羧酸先转变为酰氯,而后与醇作用生成酯 2.羧酸中和当量的测定 § 测定羧酸的中和当量,是检验和鉴定羧酸最有效的方法§ §中和当量= 6.3.8 酚和烯醇型化合物酚和烯醇型化合物 § 〔1〕物态:酚类中除间甲酚和间卤代酚是液体外,其他的一元酚均为低熔点固体一元酸都具有特殊的气味纯的酚应为无色,但因极易被氧化成醌而呈现颜色有的酚因构造上连有硝基等发色团而有颜色§ 烯醇型化合物多数是液体的β-二酮或β-酮酸醋§ 〔2〕元素定性分析:不含氮、硫、卤原子(取代酚除外)。

      § 〔3〕溶解度实验:除苯酚溶于水外,其他的一元酚和烯醇型化合物都属A2组,二元酚和多元酚因芳环上羟基增多而溶于水,属S1组§ 〔4〕化学检验:三氯化铁实验;溴水实验;醋酸铜实验 § 〔5〕IR:酚羟基的在3400~3200cm-1(强,宽);酚的在~0cm-1或1250 cm-1(强,宽)§烯醇羟基的在3200~2500 cm-1(弱,宽);约在1640~1540 cm-1(较宽)§ 〔6〕1HNMR:酚羟基Ar-O-H,约在δ4.5~§7.0ppm;烯醇型 羟基出如今远低场,例如§β-二酮类化合物,其OH的吸收约在δ15~16ppm§ 〔7〕UV:酿的紫外光谱在鉴定酚类时特别有用,当酚羟基转变为相应的氧负离子时,其吸收发生红移 1.三氯化铁实验 §多数酚和烯醇型化合物与三氯化铁水溶液或非水溶液作用,是显蓝色、紫色、紫红色、绿色或红棕色 2.溴 水 试 验§多数酚易与溴水反响,生成多溴代酚沉淀,溴褪色 3.醋酸酮实验§ 许多烯醇型化合物与冷的饱和醋酸铜(Ⅱ)水溶液作用,生成蓝色或绿色固体的铜衍生物 6.4 有机含氮化合物有机含氮化合物§有机含氮化合物根据其构造和性质的不同,分为碱性、中性和弱酸性三类。

      碱性含氮化合物溶于水的属S1B组,不溶于水的为B组化合物中性含氮化合物归属MN组弱酸性含氮化合物属A2组§另有一种含氮化合物,它们既溶于5%氢氧化钠和5%碳酸氢钠溶液,也溶于5%盐酸溶液中,属两性化合物(A1一B组) 6.4.1 胺类胺类§(1) 物态:胺类中除了二芳胺、三芳胺和一些芳环取代的胺是固体外,其他大多是液体,而且具有类似氨和鱼腥臭味纯胺均为无色的,但因易被氧化常含有杂质而呈浅黄、黄或棕色§(2) 元素定性分析:含有氮(有杂原子取代基者除外)§(3) 溶解度实验:C1~C4胺都溶于水,呈碱性,属S1B组,其他的脂肪族胺属B组芳香族除了二苯胺和三苯胺外,大都数属B组§(4) 化学检验:酰化实验;亚硝酸实验;Hinsberg实验;柠檬酸-乙酐实验;水合茚三酮实验 §(5) IR:在氢键缔合形状下的伯胺和仲胺,其约在3300~3000cm-1区叔胺无此处的谱带§(6) 1HNMR:脂肪族伯、仲胺的氮上氢,其化学位移为0.5~3ppm芳香族伯、仲胺的氮上氢,其化学位移为3.0~5.0ppm§(7) MS:胺类和含氮化合物的分子离子峰对鉴定是很有用的在解释它们的质谱时要思索到“氮素规那么〞。

      1.胺的酰化实验§伯胺和仲胺由于氮上连有氢,故可与一系列酰化剂,如乙酰氯、乙酐、苯甲酰氯等试剂作用,生成固体酰胺 2.芳伯胺的亚硝酸实验§亚硝酸实验可用于区别各种不同的胺§脂肪族伯胺与亚硝酸作用,生成醇并放出氮气§RNH2+HNO2 → ROH+N2 ↑+H2O§芳香族伯胺与亚硝酸作用,生成重氮盐,参与β-萘酚碱溶液,立刻生成红色偶氮染料 §脂肪族仲胺和芳香族仲胺与亚硝酸作用,生成N-亚硝基仲胺,常为难溶于水的黄色油状物或低熔点固体 §脂肪族叔胺与亚硝酸不反响,但在稀酸中可构成可溶性的盐假设再加碱,又可析出游离的叔胺§N、N-二烷基取代的芳叔胺,氨基对位无取代基时,与亚硝酸作用,生成对-亚硝基芳叔胺盐酸盐,呈红棕色溶液或橙黄色固体,用碱中和后,得到绿色的对-亚硝基芳叔胺 3. Hinsberg实验(苯磺酰氯实验) §苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯与伯胺及仲胺反响,分别生成单取代和二取代磺酰胺,单取代磺酰胺可溶于碱,二取代磺酰胺不溶于碱叔胺在这些条件下不起反响§ 试样在溶度实验中属于两性化合物时,不宜做此实验 §〔1〕要留意控制试剂与试样用量,假设用过量的苯磺酰氯与伯胺反响,能够生成二苯磺酰胺,不再溶于碱,而呈固体析出,而误以为是仲胺。

      §〔2〕假设仲胺分子中含有羧基、酚羟基等酸性基团时,与苯磺酰氯作用后的产物也能溶于氢氧化钠溶液中,得到与胺一样的结果,用此法就不能与伯仲胺区分§〔3〕有些分子量大的伯胺,生成的磺酰胺钠盐,在水中溶解度较小,不易溶于稀碱液中,应留意与仲胺的差别 4.柠檬酸-乙酐实验 § 本方法是专门用于检验叔胺的普通来说,叔胺均可与柠檬酸-乙酐试剂在加热下发生显色反响,生成的颜色为红色、紫色或蓝色这个反响为叔胺的特有反响,其反响机理目前尚不清楚 5.水合茚三酮实验 § 这个实验主要用于检验α-氨基酸–氨基酸与水合茚三酮反响产生蓝色、紫色或紫红色产物这种有色物质往往是经几步缩合的产物,产物的颜色那么随各种氨基酸而异,其反响过程之一大致如下: 6.4.2 硝基化合物硝基化合物§(1) 物态:脂肪族硝基化合物多数为无色液体,有香味芳香族硝基化合物为浅黄色高沸点液体或固体,有芳香味,如硝基苯有苦杏仁味芳环上带有的硝基越多,那么颜色越深§(2) 元素定性分析:含有氮(含杂原子取代基者除外)§(3) 溶解度实验:脂肪族硝基化合物仅微溶于水或不溶硝基伯烷或硝基仲烷(即碳上有氢的)属A2组碳上无氢的硝基烷及芳香族硝基化合物均归属于MN组。

      §(4) 化学检验:氢氧化亚铁实验;氢氧化钠实验§(5) IR:硝基化合物有特征的红外光谱吸收带:在9~1259cm-1,在1661~1499cm-1.§(6) 1HNMR:硝基化合物碳上氢的化学位移约在4.0~5.0ppm芳香族硝基化合物的芳环氢,因硝基吸电子的影响,使化学位移向低场邻位氢的约为8~9ppm;间位和对位氢的约为7.5~8.0ppm 1.氢氧化亚铁实验§大多数硝基化合物,特别是芳香硝基化合物很容易将氢氧化亚铁〔绿色〕氧化成氢氧化铁〔棕红色〕§本实验对一切的硝基化合物均呈正结果,普通都在30秒钟内即呈红棕色硝基化合物氧化氢氧化亚铁的速度与样品在试剂中的溶解度有关,例如,硝基苯甲酸能溶于碱溶液,在此试剂中几乎立刻是红棕色 2.氢氧化钠-丙酮实验§苯及其同系物的多元硝基衍生物,当与丙酮和氢氧化钠溶液混合时,产生显色反响反响机理尚不清楚普通情况下,二硝基化合物显蓝紫色,三硝基化合物显血红色,一硝基化合物不显色〔或很淡的黄色〕,但也有例外 §几种多硝基化合物在本实验中产生的颜色如下:§1,3,5-三硝基苯 深红色§2,4,7-三硝基甲苯 深红色§ 2,4,7-三硝基苯酚 橙 色§2,4,7-三硝基间甲酚 无 色§1,2-二硝基苯 无 色§1,4-二硝基苯 绿黄色 6.4.3 酰胺类酰胺类§〔1〕物态:酰胺类化合物,除甲酰胺(沸点200℃)外,其他的脂肪族和芳香族酰胺均为无色的固体。

      §〔2〕元素定性分析:含有氮(含其它杂原子基团者除外)§〔3〕溶解度实验:C5~C6以下的酰胺属中性S2组C6以上的酰胺属MN组酰亚胺属A2组§〔4〕化学检验:异羟肟酸实验§〔5〕IR:酰胺具有C=O的特征伸缩谱带,其吸收在1650cm-1处(强)伯酰胺和仲酰胺的N—H伸缩在3350~3200cm-1区域内伯酰胺有两个N-H谱带,仲酰胺只需一个N—H谱带,二取代的酰胺无此谱带§〔6〕1H NMR:酰胺的氨基氢的化学位移δ约在5.0~6.0ppm,峰形低而宽,略高于基线 1.酰胺的异羟肟酸实验§酰胺与羟胺作用也可以得到异羟肟酸,后者再与三氯化铁反响呈红紫色 §为区分脂肪族与芳香族酰胺,也可将芳酰胺与过氧化氢反响,直接转化为异羟肟酸,而脂肪族酰胺用这种方法得不到异羟肟酸多数脂肪族酰胺在乙醇溶液中反响较快,而芳酰胺那么反响很慢,因此也可用下述方法进一步区分脂肪族和芳香族酰胺 6.4.4 腈类腈类 §〔1〕物态:脂肪族腈都是液体,芳香族腈为液体或低熔点固体,它们均为无色、略具有香味的有毒化合物§〔2〕元素定性分析:含有氮§〔3〕溶解度实验:C4以下的腈归属S1中性组C4以上的腈均归属 MN组。

      §〔4〕化学检验:腈的水解;腈的异羟肟酸实验§〔5〕IR:腈类的特征吸收是谱带,位于2260~2210cm-1区域,为弱到中等强度的尖峰§〔6〕1HNMR:腈类碳上氢的化学位移δ约在2.0~3.0 ppm之间 1.腈的水解实验腈的水解实验§腈类在酸性水溶液中加热煮沸即可水解为羧酸 §对于某些腈的水解,有时用盐酸的效果比硫酸好但对于难水解的腈来说,选用硫酸较为适宜,由于硫酸的沸点较高本实验采用的是半微量法,用磷酸和少量硫酸混协作为酸性介质是较适宜的 2.腈的异羟肟酸实验§一个含氮中性化合物,用异羟肟酸法检验酰胺呈负结果,却对本实验呈正结果,那么它能够是个腈§本实验所用的丙二醇是高沸点溶剂,它是在较剧烈的条件下将腈转变为异羟肟酸的凡在温暖条件下不能转变为异羟肟酸的酰胺,那么在本实验的条件下都能转变,特别是酰苯胺和烷基取代的酰胺在这种情况下为了防止与酰胺混淆,可配合以水解实验,经过水解产物胺来加以区分。

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