有机分析电子教案-PPT优秀课件

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1、1,第一节 一般步骤,第二节 物理常数测定,第三节 有机化合物的初步检验,第四节 溶度分组试验,第五节 有机物官能团的检验,第七节 有机元素定量分析,第八节 有机官能团定量分析,第九节 混合物的分离,2,1 初步检验观察试样的物态、晶形、颜色、气味等。 2 灼烧试验观察试样加热时所起的变化，如熔化、升华、爆炸等现象，燃烧时火焰的性质、灼烧后有无残渣及残渣的水溶性及酸碱性。,有机分析,4有机化学分析的一般步骤,3,3 物理常数的测定一般固体物质先测定它的熔点，液体物质先测定沸点，熔点范围若超过1C，或沸点范围超过3C，表示试样不纯，必须分离提纯。必要时再测定密度、折光率、比旋光度等作为参考。,有

2、机分析,4,4 元素定性分析一般不作碳、氢、氧的鉴定，主要是鉴定氮、硫、卤素。若灼烧时留有残渣，再做金属元素鉴定试验。 5 分组试验根据试样在某些溶剂中的溶解行为，或对某些酸碱指示剂的颜色反应，对化合物进行分组并初步判断试样是酸性、碱性还是中性。,有机分析,5,6 官能团检验 根据元素定性及分组试验，就可查阅有关的文献资料，初步推断未知物为某几类，然后对这几类化合物所具有的特征官能团，选择适当的方法进行鉴定，从而确定未知物属于哪种类型的有机化合物,有机分析,6,7 查阅文献进一步查阅文献，推断试样可能是哪几种化合物或哪一个化合物。 8 制备衍生物由文献中查出可能的化合物，制备它的固体衍生物，测

3、定衍生物熔点，与文献比较，如果相同，就能肯定被鉴定的未知物。 以上步骤仅应用于纯化合物的鉴定，如果是混合物，应首先进行分离提纯。,有机分析,7,当遇到一个全新的化合物时，要确定其结构一般还要进行下列分析步骤。 9元素定量分析及分子量的测定元素定量分析可以得到实验式，待分子量测定后可得到分子式。 10官能团定量分析确定官能团在分子中的百分比，推算出分子中所含官能团的数目。有机混合物分离和纯化。,有机分析,8,5有机官能团的检验,有机分析,9,单元小结,10,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结构中的相互联结方式。,有机分析,11,51烃类的检验,511烷烃的检验 烷烃一般

4、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。,有机分析,12,512烯烃和炔烃的检验 烯烃、炔烃物态与烷烃相似，由于结构上有双键、氢的数目减少，所以灼烧时常带黑烟。烯烃、炔烃只溶于浓H2SO4，属N组。 常用检验方法：溴的四氯化碳试验和高锰酸钾试验。,有机分析,13,1、溴的四氯化碳试验 绝大多数有 C=CC=CCBr - CBr,有机分析,14,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

5、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。,有机分析,15,（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。,有机分析,16,2、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。,有机分析,17,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

6、 (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。,有机分析,18,52卤代烃的检验,卤代烃除C1C2氯烷和C1溴烷是气体外，其它卤烷均为无色液体（氟烷除外）。芳卤代物大多数都是无色液体，有芳香气味。卤代烃燃烧带烟，多卤代物不易燃烧。卤代烃均属于I组。 如果由元素定性分析已经知道化合物分子中含有卤素，便可通过硝酸银醇溶液试验和碘化钠一丙酮试验来推测它是哪种类型的卤化物。,有机分析,19,1、硝酸银醇溶液

7、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，在反应活性上有很大差别。,有机分析,20,（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,有机分析,21,（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=CH- CH2CH2Cl CH3-CH2-CH=CHCl

8、,有机分析,22,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。,有机分析,23,2、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。,有机分析,24,R-Cl + NaI R-I + NaCl R-Br + NaI R-I +

9、 NaBr,有机分析,25,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 R3CX 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。,有机分析,26,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。,有机分析,27,（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。 （4）乙烯基

10、卤（RCH=CHX)、CHCl3、ArX不反应；,有机分析,28,ArSO2Cl + NaI ArSO2I + NaCl,ArSO2I + NaI ArSO2Na + I2,有机分析,29,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。,有机分析,30,53 有机含氧化合物的检验,531醇类化合物的检验 低级和中级醇为无色液体，C12以上为固体或蜡状

11、物质，多元醇为粘稠液体或固体。某些醇具有特殊香味。C3以下一元醇属于S1组，正丁醇属S1N组，C4以上的一元醇属N组。 二元醇和多元醇，它们都溶于水，但难溶或不溶于乙醚，属S2组。芳香醇在水中溶解度一般都很小，但均能溶于浓H2SO4中，属N组。,有机分析,31,醇类的特性官能团是羟基。依据羟基联接在不同的碳原子上，可分为伯、仲、叔醇，根据分子中羟基数不同，又有一元醇、二元醇和多元醇之分。所以首先检验是否具有醇羟基，进而区分伯、仲、叔醇，以及是否为多元醇。,有机分析,32,（）一般醇羟基的检验 1硝酸铈试验 含有十个碳以下的醇与硝酸铈溶液作用，一般生成琥珀色或红色配合物。其反应为 (NH4) 2

12、Ce(NO3) 6 + 2HNO3 H2Ce(NO3) 6 + 2NH4NO3 ROH + H2Ce(NO3)6 H2Ce(OR)(NO3) 5 + HNO3,有机分析,33,2、酰氯试验 酰氯试验是鉴定羟基最常用的方法 。常用的酰化剂有乙酰氯和苯甲酰氯。 酰氯与羟基化合物反应生成酯。,有机分析,34,O O CH3-C-Cl + ROH CH3 -C-OR + HCl,有机分析,35,主要用于检验伯醇与仲醇； 反应发热和放出氯化氢，生成的酯在水中溶解度小于相应的羟基化合物；低级酯往往具有水果香味；常以此来鉴别醇的存在。 乙酰氯与水易反应，因此，不适用于鉴别含水醇，苯甲酰氯和水反应较慢，可用于

13、含水醇的鉴定。,有机分析,36,（二）伯、仲、叔醇的鉴别试验 1卢卡斯（Lucas）试验 无水氯化锌在浓盐酸中的饱和溶液，与醇反应，生成难溶于水的卤代烃。由生成卤代烃反应速度快慢来区别伯、仲、叔醇。,有机分析,37,R3COH + HCl R3CCl + H2O 两相分层或混浊 R2CHOH + HCl R2CHCl + H2O RCH2OH + HCl 不反应。,有机分析,38,2硝铬酸试验 大多数伯、仲醇，易被重铬酸钾一硝酸溶液氧化为羧酸或酮 K2Cr2O7+3RCH2OH+16HNO3 4Cr(NO3) 2+4KNO3+3RCOOH+11H2O 反应后溶液变为蓝色。叔醇不能被氧化。借此可

14、将伯、仲醇与叔醇相区别。,有机分析,39,532 酚类化合物的检验 酚类除间甲酚、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S1组。酚均溶于5NaOH而不溶于5NaHCO3溶液。苯酚属S1A2组，其它大多数酚均属A2组。 酚的检验常用三氯化铁试验和溴水试验。,有机分析,40,1三氯化铁试验 大多数酚类，遇到三氯化铁溶液均可形成有色配合物。 6C6H5OHFeCI3 （C6H5O）6Fe 3-6H+3CI- 有色配合物的颜色，往往

15、因所用溶剂，反应物的浓度、溶液的 PH值以及反应时间的不同而改变。表 5-1列出几种酚与三氯化铁的颜色反应。,有机分析,41,533羰基化合物的检验 羰基化合物包括醛、酮两大类。 醛、酮除甲醛（沸点-21C）和乙醛（沸点20C）在室温下是气体外，其它醛、酮都是液体或固体。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、丙酮易溶于水和溶于乙醚为S1组。丙醛在 100 g水中溶解16 g，仍属S1组。正丁醛属于S1-N组。其它的醛和酮大多数均溶于浓H2SO4中，属N组。,有机分析,42,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，例如与羟胺作用生成肟，与肼类

16、缩合生成腙等。醛由于羰基上连有活泼氢，很易被弱的氧化剂所氧化，借此来区别醛和酮。,有机分析,43,（一）醛和酮的检验 1、2，4-二硝基苯肼试验 醛和酮都能与2，4一二硝基苯肼反应，生成黄色或橙黄色的2，4二硝基苯腙沉淀。 2、 羟胺盐酸盐试验 根据羰基化合物与羟胺盐酸盐发生缩合反应后，生成盐酸使溶液PH值变化的事实来鉴定醛和酮。,有机分析,44,（二） 醛的检验希夫（Schiff）试验 品红盐酸盐是一种桃红色的三苯甲烷染料，与硫酸作用后即生成无色品红醛试剂（亦称希夫试剂）。此试剂与醛作用时，形成一种红紫色醌型染料。,有机分析,45,（三） 脂肪醛与芳香醛的鉴别斐林（Fehlng）试验 斐林溶液是含硫酸铜和酒石酸钾钠的氢氧化钠溶液，它能使脂肪醛发生氧化，同时生成红色氧化亚铜沉淀。但不能氧化芳香醛。,有机分析,46,CuSO4+2NaOH Cu(OH)2+Na2SO4,RCHO+2Cu2+(酒石酸铜配合离子)+OH