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關(guān)于有機(jī)化合物特性官能團(tuán)的檢定法


實(shí)驗(yàn)室k / 2018-10-18

       有機(jī)化合物驚人龐大的數(shù)目,如果沒有可能把它們分門別類,使各個成員都能按其結(jié)構(gòu)組成作出特性鑒定,那末由于它們分子骨架內(nèi)每每含有某些同樣的原子團(tuán),就會在各種物質(zhì)間出現(xiàn)大混亂的情況。所以有機(jī)定性分析最重要任務(wù)之一,就是確實(shí)認(rèn)清這些典型的原子團(tuán)。在試圖進(jìn)行這個任務(wù)時,必須記住,在許多場合中,原子團(tuán)和一個有機(jī)化合物的化學(xué)及物理性能之間,都有明顯的關(guān)系存在。作為有機(jī)化合物分類根據(jù)的原子團(tuán),往往就是分子里面可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的地方。所以習(xí)慣上就把這些原子團(tuán)命名為官能團(tuán)。顯然,一個有機(jī)化合物的分子可以含有不止一個、兩個、甚或更多個不同的官能團(tuán)。

       特性官能團(tuán)可依下式直接檢定的,也就是可用適當(dāng)?shù)脑噭┖退l(fā)生迅速的反應(yīng),共所產(chǎn)生的化合物,具有適當(dāng)?shù)牟蝗芙庑?,或在日光或紫外光下,有特殊的顏色,或具有其它性質(zhì)可作為斑點(diǎn)反應(yīng)鑒定的依據(jù)者,比較不多。一般卻必須把試樣經(jīng)過縮合、氧化等反應(yīng),以得到一種產(chǎn)物,而這種產(chǎn)物可轉(zhuǎn)用適當(dāng)試劑來作出檢定。這些試驗(yàn)法與以上所說的直接試驗(yàn)法不同,稱為間接試驗(yàn)。在點(diǎn)滴試驗(yàn)分析中,需要在原始物料上施行一些初步操作,來產(chǎn)生具有特征而反應(yīng)靈敏的化合物,而這些初步操作,又必須是在微量或半微量規(guī)模,同時不至損失原始物料太大耗費(fèi)時間太多情況下可以順利進(jìn)行的。由于這些要求,決不可能在點(diǎn)滴試驗(yàn)分析中,采用常量有機(jī)定性分析中所用的一切試驗(yàn)法。另一方面,點(diǎn)滴試驗(yàn)法中也有許多不能使之改成常量分析技術(shù)的。
       有機(jī)化合物官能團(tuán)檢驗(yàn)的目標(biāo),頗有幾分相當(dāng)于無機(jī)化合物中某些陽離子或陰離子組份的試驗(yàn)??墒菬o機(jī)分析文獻(xiàn)中已有關(guān)于伴隨物質(zhì)對試驗(yàn)產(chǎn)生影響及干擾的觀察資料很多,而有機(jī)分析方面,關(guān)于這樣的記錄卻很有限。在應(yīng)用接下來所述的試驗(yàn)法時,必須考慮到這類報道的缺乏或稀少。試驗(yàn)有機(jī)化合物的官能團(tuán)時,不但必須計及有機(jī)伴隨物質(zhì)對所用試劑的性行,還要計及那些在無機(jī)分析中并不起作用的特殊環(huán)境。官能團(tuán)和離子不同,不是獨(dú)立的參加物,而僅是代表著參加反應(yīng)分子中的活性部分。因此,分子的其余部份,對這個化合物及其反應(yīng)產(chǎn)物在水中或在有機(jī)液體中的溶解性,對反應(yīng)的速度及程度,以及對產(chǎn)物在日光或紫外光下的顔色都有影響。在個別例子中,有機(jī)分子的其余部分對官能團(tuán)反應(yīng)性的影響,可以擴(kuò)大到足使某些化合物對這些官能團(tuán)試驗(yàn)法竟至毫無反應(yīng),雖在含這種官能團(tuán)的其它物質(zhì)方面的經(jīng)驗(yàn)上,曾指明這些試驗(yàn)法確是有效的。但一般這些通性上的偏差,不過是屬于程度方面。所以含同樣官能團(tuán)的化合物,在相似的條件下受試驗(yàn)時,鑒定限度就會有很大的不同。
       官能團(tuán)的檢定試驗(yàn)不一定需要將試料溶成溶液。有時也可用固體試樣進(jìn)行熔融或結(jié)反應(yīng)。在這種情形下,由于較高的溫度并且不存在著稀釋情況,有時或可實(shí)現(xiàn)溶液中所絕對不能發(fā)生的反應(yīng)。點(diǎn)滴試驗(yàn)分析,也可利用氣態(tài)的熱分裂產(chǎn)物,和適當(dāng)試劑接觸來發(fā)生反應(yīng),以顯示某一種官能團(tuán)的存在與否。在室溫下或稍加熱即行揮發(fā)的化合物,也就是蒸氣壓顯著高的化合物,當(dāng)試驗(yàn)其官能團(tuán)時,氣相反應(yīng)值得特加注意。如遇這樣情況,則一種在溶液中進(jìn)行僅為選擇性的試驗(yàn),可使之成為對個別化合物的特效試驗(yàn)。
       許多有機(jī)金屬化合物,由于它們在藥物、工業(yè)材料、穩(wěn)定劑等各方面的重要性,往往是有機(jī)定性分析的對象。有時可以直接試驗(yàn)其官能團(tuán)。可是其更可靠的方法,是先將試料進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆纸猓蛊渲杏袡C(jī)的組份無變動地留下并可分離出來。通用的操作手續(xù)雖無規(guī)定,但往往可將有機(jī)金屬化合物用酸類、硫化氫、堿金屬氫氧化物等處理,然后用與水不相混溶的溶劑,吸收其所釋出的有機(jī)化合物來達(dá)到這個目的。
       有機(jī)物料的化學(xué)試驗(yàn),如從典型官能團(tuán)的試驗(yàn)開始,并不是高明的實(shí)際辦法。寧像無機(jī)定性分析一樣,先進(jìn)行一系列的初步試驗(yàn),就??烧页龉倌軋F(tuán)存在與否有價值的線索。另一方面,在試驗(yàn)?zāi)承┯袡C(jī)化合物之前,必須事先證實(shí)官能團(tuán)的存在。在試驗(yàn)官能團(tuán)時,常宜(尤其為初學(xué)者)舉行示范試驗(yàn)。在示范試驗(yàn)中,可用含有所要檢定官能團(tuán)的化合物先作嘗試,并在各種濃度下去試驗(yàn)它。這樣,工作者就可熟悉典型反應(yīng)的景象。如可用的試驗(yàn)方法,不止一種,則嘗試不應(yīng)僅限于所選擇的那種試驗(yàn)法。這樣比校的試驗(yàn)法,在點(diǎn)滴分析中,因難不大,因?yàn)楹馁M(fèi)時間及物料甚少,而反復(fù)進(jìn)行操作手續(xù),只是用著同樣的條件。此外,可從反應(yīng)的強(qiáng)弱產(chǎn)生有價值的報導(dǎo)。
       關(guān)于化學(xué)試驗(yàn)法方面,應(yīng)注意到,所述反應(yīng)可能得到的鑒定限度,并不是恒定的數(shù)值;它們往往要取決于反應(yīng)的條件。在似乎同一的環(huán)境下,幾乎一切試驗(yàn)法都各有一個濃度范圍,在這范圍內(nèi)試驗(yàn)有時成功,有時無效。(根據(jù)伊米希氏創(chuàng)立的術(shù)語,稱為”不肯定反應(yīng)范圍”)此外,化合物或試劑的顏色,將會妨礙反應(yīng)產(chǎn)物顏色的辨認(rèn)或其沉淀的觀察。最小量物質(zhì)取供試驗(yàn)時,在一切事例中,最好做一空白試驗(yàn),即待試物不存在,但其他一切都要在同一的條件下進(jìn)行。然后將試驗(yàn)的結(jié)果再和這標(biāo)準(zhǔn)作一比較。


    ① 這些產(chǎn)物產(chǎn)生方法的類型,與經(jīng)典常量有機(jī)定性分析所用的基本不同。經(jīng)典分析是以衍生物的制備與分離方法作為目標(biāo),而以熔點(diǎn)等來鑒定這些衍生物。


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