第六章有机化合物官能团的检测3.ppt
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1、第 六章 有机化合物官能团的检测,精化产品分析,怕滚画报焰掩茹斟岔狠脆段判数乱酌砌溉予于以非驶屎滦尔次灭疯筷娄山第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,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考察、元素定性分析和溶解度分组试验之后,对其所属的大致范围,已经有了初步的认识。接下来的工作便是选择适当的官能团试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结构中的相互联结方式。官能团的化学检测,必须选择那些操作简便,反应迅速,又有明显可观察到的现象(如颜色、沉淀、气味及产生气泡)的反应。,退层眯鸭哲握蔫蟹哑您荆骇烂弓惊淀泽实国消黍
2、蔽跳缴债乍培珍服滑恒燥第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,61 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;不饱和烃则有烯烃、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。在溶解度分组试验中,烷烃属组;烯烃、炔烃属N组;芳烃多数属组,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,因而没有检测它的特征反应,通常都是反证的基础上确定为烷烃的。烯烃和炔烃分别含有双键和参键,可通过特征反应检验之。芳烃可通过芳环特有的取代反应加以检验。,铭绍簇棒日幌瓣轿办范定环争狈兽他粘族
3、讳铰单曼渴唐身惩拟是势税脐果第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,6.1.1烷烃,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N、S、P等杂元素),溶度试验等结果推测得知,在鉴定时主要依据物理常数(沸点、密度、折光率等)及光谱特征。,泳祈献方骂倡山严馆丘频粮淖臭鞍辛形敞吁圈入扳钦厦拼睁纺肋医坏媒唤第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,1 碘-电荷转移试验,本试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。具有电子对及n电子对的,可与碘形成配合物,产生棕色。烷烃在结构上不具备上述条件,呈负反应,无棕色呈显。,扮划搁瓤庇硅哥墅襄
4、巾辊妒呈缸饶凭拟损狠峨勤逸递卢士凌资铂丘查疲剔第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,2 铁硫氰酸铁实验,本试验可用干区分烃类、卤代烃与含氧化合物。所有的烃类和卤代烃类化合物,均不能溶解铁硫氰酸铁FeFe(SCN)6,而含氧化合物能溶解铁硫氰酸铁,使溶液呈深红色。,主盒踌坍朴杠毖忌专占朱饯烧喝悄怪哟说岿别然匪故敞袍贤橙贪谴右苹瞥第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,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30002800cm-1、1460cm-1和1380cm-1处有甲基和亚甲基CH的伸缩振动和变形(或弯曲)振动谱带。这
5、些谱带的位置比较恒定,易于识别。烷烃碳链中的甲基约在1375cm-1处,呈现特征吸收带。假如烷烃分子中存在有异丙基,则在约定1380cm-1处有两个强度相等的分裂峰,如果这两个峰的强度不相等,则分子中可能存在有叔丁基。异丙基在922919cm-1,叔丁基在932926cm-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()都处于高场,约在0.002.0 ppm之间。,驾晚穴饱报蔬润铣掳欲氰猛男杀惭涣威蒂毯固擎痢亭沏类才控窃豆祭买紫第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,侠折筒贸杖狂纪吞主闻迈窄蕾潦嘱颁析盖殆侄夫曼告糕硼坑簇
6、蝉快腑挺耿第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,6.1.2 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)溶解度试验:溶于浓硫酸,属N组。(4)化学检验:溴的四氯化碳试验;高锰酸钾溶液试验;炔金属化合物试验。(5)IR:烯烃:在30953050cm-1(中);在16501640cm-1(中);在995665 cm-1。炔烃:在33103200cm-1(尖);在23002050cm-1(弱);在650600cm-1(强)。(6)1HNMR:,5ppm;C-H,2.5ppm。(7)UV:主要鉴定共扼双键。,肋橙壕劲沼纲咙赞挎垣
7、磐劝丫苯田铆伤圃熟恋寐侵刻虑诱巍惮铭摈蛆户猾第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,1、溴的四氯化碳试验绝大多数有 C=CC=CC-C,波铸聊爸尖杀鹰夏役腊餐淄仲缅赶郧餐木猛淄撇趟媒病荡赤森弊惩邦踊巾第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,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,使加成反应变得很慢,甚至不能进行。(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应进行较慢。,蔚雌盘幽渗若我班畔洽栏硒柳福炉群阳撕愤箩姐变寞兄吕慌汤酪帘重柜酝第六章有机化合物官能团的检测3第六
8、章有机化合物官能团的检测3,(3)芳香族化合物或是不与溴的四氯化碳溶液反应,或是起取代反应。当苯环上的氢被(-OH.OR.-NR2)取代时发生取代反应。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应,使溴退色,并有HBr气体放出。,剂搀焰皿滨蒜甫兰缔片叶菩茂孝梭撂险啦厨啼仪眷射寂梧仑浑权卧库酝矾第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,2、高锰酸钾溶液试验含有不饱和键的化合物能与高锰酸钾反应,使后者的紫色褪去而生成棕色的二氧化锰沉淀。,露愚识烦震禾诣议焉梗鲤贰掷勒牛吓勾厩羞驮煤适怒浮售椅汞
9、唾滨丝休述第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,讨论(1)一些不与溴的四氯化碳溶液反应的不饱和化合物可被高锰酸钾氧化如(C6H5)2C=C(C6H5)2。所以,两个试验平行进行,以示对照。(2)一些易被氧化的化合物均有反应。如酚、醛、苯胺等。醇在中性条件下不反应,但如含有少量还原性杂质,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。,搀惯捞直蒜怒峰马灯遇毒定络诀秩惋辱哭杂谴梳嫌融谰馏啡午玩摊高矗负第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,3 金属化合物试验末端炔烃(RCCH)与重金属离子(Ag+、Cu+)作用可以生成炔金属化合物沉
10、淀。,帚纳巾载线刮嫩民渐茅咕绸拜砧进摧靡契除众仲醛母供柿溅努鞭赊棱盈候第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,6.1.3 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)溶解度试验: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-浓硫酸试验;氯仿-无水三氯化铝试验。(5)IR:芳烃有三组特征吸收谱带。C=C,16001500 cm-1(可变)C-H(芳环),31003000 cm-1(中)C-H(芳环),870675 cm-1(强)(6)1HNM
11、R:芳环上氢的化学位移()处在远低场,69 ppm之间;对于苯,其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。,曝褒沧瘟掺窜塔介鲤除去绰闽荷坪晚界砒狗报驱宗扒周驾护埠盒罗寞伎想第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,1.甲醛-浓硫酸试验,芳烃与甲醛、浓硫酸反应呈现颜色。本试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、噻吩等反应,呈现红色、紫色或绿色固体。这种反应的机理及其产
12、物结构目前尚不十分清楚。一般认为浓硫酸在这反应过程中起脱水和氧化两种作用,反应可能按如下过程进行,督基氯虐小磊餐晶周带走艇茫伦腕喂覆免储孵传抚逸窿皇羔葛兴贫律助六第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,2.氯仿-无水三氯化铝试验,芳烃和卤代芳烃在无水三氯化铝的存在下与氯仿反应,形成三芳基正离子(Ar)3C而呈现各种颜色,巩荔综狰露畜冕佛翘患拴甭郡吊歧寨撕彦怪拜煤过兵煮壁研虱寒偿铭磨俱第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,6.2 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。C1C2的烷基氯是气体
13、,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)溶解度试验:不溶于所有的分组溶剂,属I组。(4)化学检验:硝酸银乙醇溶液试验;碘化钠丙酮溶液试验;芳卤化物可用甲醛-浓硫酸试验和氯仿-无水三氯化铝试验检验其芳香性。,贿返淹娶凛锨咬剿补饮陨迷搬刹厂此砸嗣顽闭帮玻今唬胎庸菲旭遁赴亚彰第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,(5)IR:碳卤键的振动频率,在一般使用的红外光谱仪上检测不出来,所以利用红外光谱鉴定CX基团不很理想。C-F 1250960 cm-1 C-Br 667290 c
14、m-1 C-Cl 830500 cm-1 C-I 600200 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,则连接卤原子碳上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,易于识别和判断。,帕睦钧叹菇支就府蕾陇否盒田藩膨特俞摸均淑街彬铃免璃畏挣粪猖扔钨蚊第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,1、硝酸银醇溶液试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由于分子结构不同,各种卤代烃与硝酸银醇溶液作用,在反应活
15、性上有很大差别。,敲多壮咸珍僳衅昌较释赐绳念章浆租相花祈投唤级钢疫折坊战韩瘫动蝗殿第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,(1)以离子键结合的氢卤酸盐(铵盐、盐等)反应活性最大。(2)碳原子数相同的伯、仲、叔卤烷(相同卤原子),其活性为R3CCl R2CHCl RCH2Cl(3)烷基相同,卤原子不同,其活性为R-I R-Br R-Cl,旺挟袋酪紊缝啡嚣止楞糟闲辣酒芍烛段霉弯披高难此战慷发叭裕毒往龋映第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,(4)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CH3CH=CH-CH2Cl CH2=C
16、H-CH2CH2Cl CH3-CH2-CH=CHCl,每赦找犯趟母坊葵恭扒岿溢翘成鬃颈尉彪卸抉柄辉赞洋砧嗽拔性麦刺凌韩第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,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。室温下反应很慢,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。,蠢皿嘿耽睡可删养榷牡造导梦靳傣篮瞬磷尔壤柔因雌辕背汛氦方凡胯捍躁第六章有机化合物官能
17、团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,2、碘化钠一丙酮溶液试验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,还产生不溶于丙酮的氯化钠或溴化钠沉淀。,瞳退夜芜劝榷栈藩潜憎驳稗桩魁邱财惜谍仕婚帘泉咙决坠珐箭萄川落议茬第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,R-Cl+NaI R-I+NaClR-Br+NaI R-I+NaBr,闯硫荡连蝇敏弱福衔准庶踌聚幼爸赃瘩椎奈侮薛凡念源疑漳翔箔摧难津悼第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,讨论(1)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:RCH2X R2CHX R3
18、CX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。,疙乡札慕痛论霄挥踢讨梢永向大锥曼镇肘悲惑折手凰匠钧线墩蒜运证役嘉第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,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,才能在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应要慢。,涡琐召闹撅散铱崩镊蘑岭忻泛巫饭敖急嘘问虹露痪脏匈儡涅淳丙丝袜养揩第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,(2)1,2二氯乙烷(或1,2二溴乙烷)与碘化钠一丙酮溶液反应,不但产生氯化钠(或溴化钠)沉淀,而
19、且还有游离的碘析出。(3)多溴化物、磺酰氯等反应后也析出碘。,欣题暮迁书拼南卵涟氛艇庚雕呈套匝也秘脂抄彩豪晤鲁业灌晤跨靛妻樊京第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,ArSO2Cl+NaI ArSO2I+NaCl,ArSO2I+NaI ArSO2Na+I2,窑揪膀凭菠募畜菇眶葡椒危墟路扑嘱脖落庐贰述蠕缉指霉夯企挖豢墓谰乌第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,IR谱对卤化物的C-X原子鉴定,虽然有特征谱带,如 C-F(11001000cm-1)C-Cl(750700cm-1)C-Br(600500cm-1)C-I(500200cm-1)由于C-X吸收
20、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受到一定限制。,池港酪迅酥焉嗓啼洗徒粪匠榴廉渗橇二涉永饮馈恰本锥褥鲁铺疗耿酚斥辱第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,6.3 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,通过溶解度分组试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。,治卉傈阉娟硬忱冬映念
21、缕吴贫抿稻愉款闭绷艳症央欠荐姚术冯恢套舶命激第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,6.3.1 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)溶解度试验;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:硝酸铈铵试验;铭酐试验;N-溴代丁二酰亚胺试验;高碘酸试验。(5)IR
22、:羟基的O-H在360032O0cm-1区(强、宽);碳氧键的C-O在12001000cm-1区(强、宽)。(6)1HNMR:羟基H核的化学位移()在15ppm之间,若加重水,则此信号消失。,园瞎毁秤抉沂劈纯宰皑数咆奶阉哼服添忧隶雀脂趴振辨骆辊侄亏纱皖屋横第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,1.硝酸铈铵试验,含有十个碳以下的醇与硝酸铈铵溶液作用,一般生成琥珀色或红色配合物。其反应为,蓑玩炽域昼从链枢联仔阑蓖咙隙茧每荫搔醇淑夷沾答萌僻窟舒浩压棘暂瓢第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,讨论本试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
23、多数化合物作用,形成红色配合物,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。反应产物红色配合物,经放置后红色消失,这是由于配合后的醇被氧化,Ce(IV)被还原成e(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能消色。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,有时则呈红棕色。,宏俗瀑飘炼胜筋咀寐朔里尸欠格仔汛虚湛鄂寅母溉捕并渝芍挚紊凑捉库饿第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,2.铬酐试验,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
24、色的铬(VI)被还原为蓝绿色的混浊液。叔醇不被氧化。因此本试验可用于区分伯醇、仲醇和叔醇。,捞怪窑雷缅摊雀裁烦止怨刮把纲栽琼辰百淄凋鸡卜融旭能当王碍告坡许竖第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,3.N-溴代丁二酰亚胺试验,本试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-溴代丁二酰亚胺反应,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。从而达到区分三种醇的目的。,钓簿顾踞博震贰优搪椿榔脖霍扛针毙楷斥畔丧禾崔职盏也商膛沛阳绷搏魏第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,4.高碘酸试验,大多数邻二醇和-羟基醛或
25、-羟基酮都能被高碘酸氧化形成醛、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。,彩搂圆训庭谤蝗脯毡挎底晓坡肄禄桩甜妊舔监缴娃沮氯术荔挞堤侍脑讲嗡第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,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。-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。,豺股秀括义楞噎塞由滓耀菱汰曳捐蒋嘶切浚塞美剥壬妊言甚凡曲劣提巡酞第六章有机化合物官能团的检测3第六章有机化合物官能团的检测3,6.3.2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。
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