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1、有机物的分离与结构鉴定孔垂华，2003阅读笔记基本概念：有机物的分离: 可针对混合物通过一系列化学或物理方法将不同物质分开的过程。有机物的结构鉴定：仅针对单一化合物通过一系列化学或物理方法将其进行准确表征确证的过程。（混合物纯化合物为不可逆过程。 ）有机物中纯化合物概念：系指有固定组成和特定结构的化合物。有机物中混合物概念：有至少两种纯物质的组合体。物质的种类划分及特点：通常分有无机物、有机物、天然产物、次生产物四大类。无机物则与有机物：有机物系指一切含碳元素的化合物，其溶、沸点低，难溶于水而易溶于有机溶剂；化学反应多样化；易燃烧结构不同性质和功能则不同。而无机物则与有机物恰恰相反。天然产物与
2、次生产物：天然产物系指生命体产生的有机物质，生命活动中所必须的物质，皆为大分子有机物，目前把核酸类、碳水化合物或糖类、蛋白质和氨基酸类、脂类和维生素类归为天然产物。而次生产物则与有机物恰恰相反，生命体之间相互作用的纽带，小分子量有机物，目前沾类、留族化合物类、生物碱类和酚酸类归为次生产物。有机物的分类：七大类，烃类（烷烃-C 单键，烯烃-C 双键，炔烃-C 三键，芳烃-苯环） ；卤化物（有机分子被部分或全部被氟氯溴碘取代的化合物，谈卤单键） ；醇和酚（分子结构中含有氢氧单键的羟基官能团的有机物，醇为与非苯环连接构成的且 羟基的氢稳定，酚为与苯环连接构成的且羟基的氢较活泼呈酸性） ；醛、酮、醚羧
3、酸及衍生物（酰胺、酰卤、酯、酸酐等）胺和含氮化合物元素及金属有机物有机物的分离：通过一系列化学或物理方法将不同的物质分开的过程。有机物的结构鉴定：通过一系列化学或物理方法将单一化合物准确结构表征确证的过程。相关知识点：有机物的分离和结构鉴定的目标：即是想如何利用经典和现代的分离技术获得所需有机物,进而决定用什么样的光、波、质谱技术进行分析测试和完成相应的基本解析工作。有机混合物的分离和结构鉴定的方法：气谱/质谱（GC/MS ，适合易挥发和低分子量的有机物有效的分离） ；液谱/质谱（LC/MS） ；色谱/ 红外（GC/IR）等联用。有机物的结构鉴定手段（工具）：四大谱-紫外光谱（） 、红外光谱（
4、） 、核磁共振（） 、质谱（） 。X 射线衍射。有机物的分离和结构鉴定的程序：包含提取（粗分离/纯化/浓缩） 、分离（精分离） 、鉴定三个不可分割的整体。有机物的提取原则及规则：保证分离物质的稳定性，以纯化的程度，即提取的纯度好坏为规则。常用层析方法。有机物的提取衡量指标：物质的熔点、沸点是提取化合物纯度的指标。同色同状态下的多个混合物之间的熔点、沸点的程越小，提取纯度越高。例如：两个 80同样白色粉末混在一起，若熔程为（80 +-2）范围内，则可认为同物质，反之为非同一物质。常规有机物的提取方法、依据和原理：采用溶剂提取法，依据相似相溶原理选择合适的溶剂将待测有机物从样本中提取出来。原理在于
5、溶剂分子通过扩散、渗透或吸收作用进入到样本中，然后通过样本内外浓度差异产生渗透和扩散作用便可将其提取出来。有机物的提取的关键点：利用待测有机物在溶剂和样本中溶解度的差异，因此关键在于选择适合的溶剂。有机物的提取中溶剂的选择原则：极性物质易溶于极性溶剂，非极性物质易溶于非极性溶剂；碱性物质易溶于酸性物质，酸性物质易溶于碱性物质；选用化学惰性溶剂（指溶剂本身不能和待检有机物发生化学反的溶剂）采用混合溶剂，在一种溶剂不能有效提取时，可将多种溶剂按一定比例混制成混合溶剂提取，原则上水/亲水溶剂/亲脂溶剂间都可混合，极性相当的课混合；使用易去除的溶剂提取：通常提后要浓缩把大量溶剂去除，则应选用低沸点易挥
6、发的溶剂，但在有机物只能两种以上可提取的复合溶剂中，则以溶解为主选而可不必必须考虑此做法。注意形态、温度、时间要素的选择，实现有效提取。有机物提取的常用提取方法：有机物气/固/ 液三态样本的各自提取手段：气/液提取法：气态样本-吸收手段，即将气体通过溶剂，气体中的有机物被溶剂吸收；（详略）液/液提取法: 液态样本 -萃取手段，即将溶剂通过外力混合将有机物从液态样本中转到溶液中；液/固提取法: 固态样本 -提取手段，直接将固体样本放入溶剂中，溶剂渗透到固体样本而被溶剂吸收。亦即将固体样本放入溶剂中浸泡，必要时可振荡和加热。环境中的样品提取（预处理）方法：环境样品基体复杂,待测物浓度低, 不同物质
7、往往以多相非均一态存在,因此要获得准确、重现性好的分析结果,样品前处理是重要环节,它是样品分析成败的关键。为此,探索快速、高效、简便、易自动化的样品前处理方法是环境分析重中之重。样品预处理方法较多,根据被测物的不同状态、不同极性、不同挥发性可采用不同的方法。目前常用的有：振荡提取法 ：将一定量的土壤或植株样品放入三角烧瓶中,加入适当的提取剂,在振荡器中于 150r/min 的速度,恒温振荡 1h 或数小时提取,然后转移至高速离心机分离。一般需重复 2 至 3 次,然后合并提取液。该方法操作比较简单, 提取效果较好, 所用仪器设备简单 ,容易购置,但该方法耗时 ,且需要大量的溶剂。索氏提取法 ：
8、该方法是将样品放入索氏提取器套筒中,在圆底烧瓶中加提取剂,加热连续提取数小时。索氏提取法已成为一种经典的萃取方法, 可用于考察一种新的萃取方法优劣的标准。该方法提取效果较好,但提取时间长,提取液干扰物质较多。超声提取法 ：超声提取法是利用超声波在液体中振动时产生的一种空化作用来萃取目标物。超声时,液体中的空气被赶出,从而产生巨大的声压, 使粒子的运动速率大大加快,使得溶剂将样品中的农药提取出来。超声提取法是一种简便、快速、适用面较广的提取方法,并且已经成为一种从各种固体样品中提取物质的十分有效的萃取方法。微波萃取法 ：微波萃取法(MAE)是利用微波能量加速目标萃取物脱离固体样品进入萃取溶剂中的
9、溶出过程。在微波能的作用下, 目标萃取物在样品和溶剂之间进行再分配,并最终被萃取到溶剂中。微波加热的方式与传统加热方式不同。在传统的加热方式中, 能量首先被容器壁吸收, 然后通过热传递传入到溶液中。微波加热则直接对溶液加热,因此, 大大提高了加热的速度。微波萃取的主要优点是:缩短提取时间，减少有机溶剂的消耗,并且可以多个样品同时进行萃取,符合现代样品制备的要求。微波萃取法不仅可以在密闭的萃取池中进行,也可以在敞开的反应器中进行,其应用前景非常广阔。微波提取法提取效率与样品性质及其目标提取物的性质有很大关系。加速溶剂萃取法 ：加速溶剂萃取法(ASE)是新出现的样品预处理技术 ,是一种全新的处理固
10、体和半固体样品的方法，是一种高效的自动化萃取方法，具有萃取速度快、溶剂用量少、选择性高等优点。加速溶剂提取的原理是为:在提高温度(50 一 200)和压力(1000 一 3000Pa) 的条件下,物质的溶解度和溶质的扩散效率都增加,从而其萃取效率大幅度提高。其中,温度的升高能够打断溶剂与基质之间的作用力,使被溶物快速从基质中解析出来,还能够降低溶剂的勃度,使之能更快速地萃取。同时, 压力的升高能够使溶液的沸点增高,在较高温度下高压使溶剂依然保持液态,同时使溶剂进人常压下无法接触到的基质微孔,与基质更全面地接触。固相萃取法 ：固相萃取(SPE)是一种基于液固分离萃取原理的样品预处理技术。固相萃取
11、是根据固体相对特定化合物的选择性吸附而实现化合物分离的一种萃取过程。与液液萃取(LLE)等传统分离富集方法相比,SPE 具有高回收率和富集倍数、有机溶剂用量少、操作简便、易于实现自动化等优点。离线 SPE 包括四大步骤:(l)活化,除去填料上杂质, 并使疏水性填料溶剂化;(2) 吸附,使分析物尽量吸附于吸附剂上;(3)洗涤,以除去吸附于吸附剂上的杂质;(4) 洗脱,用合适溶剂尽可能完全地将分析物洗脱下来。固相萃取的方式很多,根据固定相及适用范围的不同,通常可分为正相固相萃取、反相固相萃取、离子交换固相萃取以及吸附型固相萃取等。 正相固相萃取 是使用极性键合的二氧化硅或极性的吸附介质作为吸附剂的
12、萃取技术。它主要适用于溶液中极性化合物的萃取。 反相固相萃取 是基于固体相表面装有憎水性的官能团, 如烷基、芳基等, 这些功能基对溶液中的非极性或弱极性化合物具有较强的保留能力,而实现与其它化合物的分离。 离子交换固相萃取 的作用原理主要是依据固体相上的电荷基团与目标萃取物中的荷电基团之间的静电作用力，该法主要适用于水相或极性有机相中带电荷化合物的萃取,而不适用于难以实现离子化的化合物萃取。 吸附型固相萃取 主要指采用未经改性的氧化铝或硅酸镁作为固体相来进行的萃取过程。高极性的固定相对非极性或弱极性样品基体中的极性化合物具有强的吸附作用。因而,硅酸镁型和氧化铝型固定相常用于萃取有机样品中的组分,以除去极性化合物。SPE 通常用于水样和不易或不挥发样品中的有机物的残留萃取,但也用于预提取液样品的处理。
