10月工作总结 - 嘉应学院

有机物的鉴别与分离提纯madeby：082班徐毓君（30号）宋绿琴（42号）2020/2/5一、学习要求1.了解鉴别与分离提纯的概念2.了解各种有机化合物的性质，掌握其鉴别与分离提纯的方法。3.了解鉴别与分离提纯的应用2020/2/5学习内容鉴别分离提纯的概念1各类有机化合物的鉴别2有机混合物的分离、提纯3鉴别与分离提纯的应用42020/2/5在有机化合物的研究过程中，常常会遇到有机化合物的分离、提纯和鉴别等问题。有机化合物的鉴别、分离和提纯是三个既有关联而又不相同的概念。鉴别：根据物质的特性对多种物质作区分性判断分离与提纯：混和物的分离是指用物理、化学方法将混和物中各组分分开，并恢复到原状态，得到比较纯的物质。物质的提纯则只要将杂质除去即可。物质提纯的原则为：不增（不引入新的杂质）、不减、易分离。2020/2/5各类有机化合物的鉴别鉴别是根据化合物的不同性质来确定其含有什么官能团，是哪种化合物。如鉴别一组化合物，就是分别确定各是哪种化合物即可。在做鉴别题时要注意，并不是化合物的所有化学性质都可以用于鉴别，必须具备一定的条件：（1）化学反应中有颜色变化。（2）化学反应过程中伴随着明显的温度变化（放热或吸热）。（3）反应产物有气体产生。（4）反应产物有沉淀生成或反应过程中沉淀溶解、产物分层等。（5）方法简便、可靠、时间较短。（6）反应具有特征性，干扰小。2020/2/5各类有机化合物的鉴别1、共轭二烯烃含氢炔烃烯烃2、卤代烃3.醇4.酚或烯醇类化合物5.羰基化合物6羧酸7.胺2020/2/51、共轭二烯烃含氢炔烃烯烃共轭二烯烃的鉴别如：1，3-丁二烯加入顺丁烯二酸酐，生成白色沉淀的是1，3-丁二烯2020/2/5H-CC-H≡2AgNO3+2NH4OH2Cu2Cl2+2NH4OHAg-CC-Ag≡Cu-CC-Cu≡2NH4NO3+2H2O2NH4Cl+2H2OR-CC-H≡R-CC-Ag≡R-CC-Cu≡Cu(NH3)2+Ag(NH3)2+乙炔银（白色）乙炔亚铜（棕红色）炔铜（棕红）炔银（白）三键碳上的氢原子具有微弱酸性（pKa=25），可被金属取代，生成炔化物。生成炔银、炔铜的反应很灵敏，现象明显，可用来鉴定和端基乙炔炔烃。含氢炔烃2020/2/5烯烃的鉴别：Br2/CCl4法CH2=CH2+Br2/CCl4CH2-CH2BrBr+Br2/CCl4BrBr溴褪色（黄无）实验室里，常用此反应来检验烯烃KMnO4法碳碳双键与KMnO4的酸性或碱性水溶液发生氧化还原反应使KMnO4溶液颜色褪去。碳碳双键与Br2的四氯化碳溶液发生亲电加成反应使溴的红棕色褪色。CH3CHCH2+CH3CO2HCO2KMnO4H+2020/2/52、卤代烃硝酸银的醇溶液，生成卤化银沉淀；不同结构的卤代烃生成沉淀的速度不同，叔卤代烃和烯丙式卤代烃最快，仲卤代烃次之，伯卤代烃需加热才出现沉淀。卤代烃的反应活性为：R3C-XR2CH-XRCH2-XR-IR-BrR-ClR-X+AgNO3R-ONO2+AgX醇硝酸酯2020/2/5叔卤代烷仲卤代烷伯卤代烷R-I时温下沉淀加热才能沉淀此反应可用于鉴别卤化物，因卤原子不同、或烃基不同的卤代烃，其亲核取代反应活性有差异。2020/2/53.醇（1）与金属钠反应放出氢气（鉴别6个碳原子以下的醇）；（2）用卢卡斯试剂鉴别伯、仲、叔醇，叔醇立刻变浑浊，仲醇放置后变浑浊，伯醇放置后也无变化。SN2，一般不重排CH2=CHCH2OHCH2OH3。ROH2。ROH1。ROHSN1，有重排CH3OHCH3CH2CH2OH2+NaCH3CH2CH2ONa+H22020/2/5CH3CCH3CH3OHmin()HCl+ZnCl2CH3CCH3CH3Cl+H2OCH3CH2CHCH3OHCH3CH2CHCH3Cl浓无水室温钟混浊，放置分层1卢卡斯试剂室温min钟混浊，放置分层10+H2OCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2Cl卢卡斯试剂室温放置一小时也不反应（混浊）加热才起反应（先混浊，后分层）+H2O2020/2/54.酚或烯醇类化合物（1）用三氯化铁溶液产生颜色6ArOH+FeCl3[Fe(OAr)6]3-+6H++3Cl-酚与其它具有烯醇式结构的化合物类似，可与FeCl3溶液发生颜色反应。不同酚与FeCl3溶液作用显示的颜色不尽相同。如：OHOHCH3OHOHOHOHOHOHOHOHOH兰紫色兰色兰紫色深绿色暗绿色淡棕色2020/2/5OH+Br2H2OOHBrBrBr(白色)+3HBr这是因为苯酚在水溶液中能部分解离成很强的第一类定位基——苯氧负离子；而且溴在水中能形成更好的亲电试剂Br―+OH2。Br2+H2OBrOH2+Br该反应可用于酚的定性鉴定（2）苯酚与溴水生成三溴苯酚白色沉淀芳卤的生成往往需在FeX3的催化下完成，但苯酚的卤代不需催化即可立即与溴水作用，生成2,4,6–三溴苯酚.2020/2/55.羰基化合物（1）鉴别醛酮：2，4-二硝基苯肼，产生黄色或橙红色沉淀（2）品红醛试剂与醛类作用，显紫红色，且很灵敏；酮类不与品红醛试剂反应，因此品红醛试剂是实验室检验醛及区别醛酮常用的简单方法。NH2-NHCO+H2OCN-NH黄（）O2NNO22,4-二硝基苯肼O2NNO22,4-二硝基苯腙甲醛品红醛试剂+显紫红色其它醛浓硫酸甲醛所显的颜色不消失其它醛所显的颜色退去2020/2/5（3）区别醛与酮用Tollens试剂或Fehling试剂，醛能生成银镜，而酮不能；（4）区别芳香醛与脂肪醛或酮与脂肪醛，用斐林试剂，脂肪醛生成砖红色沉淀，而酮和芳香醛不能；（5）鉴别甲基酮和具有结构的醇，用碘的氢氧化钠溶液，生成黄色的碘仿沉淀。(Ar)RCHO+2Ag(NH3)2OH△(Ar)RCOONH4+2Ag↓白色△RCHO+2Cu2++NaOH+H2ORCOONa+Cu2O↓砖红色RCCH3O+NaOH+X2OHCHX3+RCOONaRCCX3O(H)(NaOX)(H)卤仿2020/2/56羧酸1、碱液法羧酸是具有明显酸性的一类有机化合物，鉴别时主要依据其酸性而与其它非酸性物质区别开来。2、指示剂法pH试纸呈酸性色(pH7)。甲酸、草酸还具有还原性，能使KMnO4/H+褪色，甲酸能与Tollen试剂反应呈正结果2020/2/57.胺区别伯、仲、叔胺有两种方法：（1）用苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯，在NaOH溶液中反应，伯胺生成的产物溶于NaOH；仲胺生成的产物不溶于NaOH溶液；叔胺不发生反应。RNH2R2NHR3NSO2ClSO2NHRSO2NR2白色固体无反应不溶于碱，仍为固体溶于碱白色固体NaOHNaOHSO2N-RNa2020/2/5（2）用NaNO2+HCl：脂肪胺：伯胺放出氮气，仲胺生成黄色油状物，叔胺不反应。伯胺H3CH2CH2CNH2+NaNO2HXN2↑X-CH3CH2CH2+H3CH2CH2CNNX-++重氮盐，极不稳定++仲胺R2NHHNO2H2O+R2N-N=O+△R2NH稀H+黄色油状或固体2020/2/5RNH2R2NHR3NHNO2N2↑黄色油状或固体（-）叔胺在同样的条件下不反应测伯胺的含量精制仲胺稀H+R2NH伯胺NH2NaNO2HX+++＜5℃NNX-NaX+2H2O+芳香胺：伯胺生成重氮盐，仲胺生成黄色油状物，叔胺生成绿色固体2020/2/5NH仲胺HNO2+NNOH2O+N-亚硝基二苯胺（黄色固体）NCH3CH3HNO2+NMe2NO对亚硝基-N，N-二甲基苯胺（绿色叶片状）叔胺小结：①0℃时，有N2↑为脂肪伯胺。②有黄色油状物或固体，则为脂肪和芳香仲胺。③无可见的反应现象为脂肪叔胺。④0℃时无N2↑，而室温有N2↑，则为芳香伯胺。⑤有绿色叶片状固体为芳香叔胺。2020/2/5二、有机混合物的分离、提纯在一个具体的分离和提纯过程中，往往同时用到几种不同的方法，同时还要使用化学方法。其基本原则是：（1）尽可能使加入的试剂只跟杂质发生作用；（2）提纯物质过程不能引入新的杂质；（3）杂质与试剂反应生成的产物易分离出来；（4）提纯过程应做到方法简单、现象明显、分离容易、所得产物纯度高；（5）尽可能将杂质转化为原料；（6）若要求“分离”则必须恢复被提纯物质原来的组成和状态：即“不增、不减、易分、复原”四原则2020/2/5方法过滤分液蒸馏洗气渗析适用范围分离不溶性的固体和液体分离、提纯互不相溶的液体混合物分离、提纯沸点相差较大的混合溶液提纯气体混合物除去胶体中的小分子、离子主要仪器过滤器分液漏斗蒸馏装置洗气装置半透膜主要的分离提纯方法2020/2/5对于某种被提纯的物质来说，并非它所能发生的一切反应都可用来提纯和分离。所以掌握物质的适用于分离的、特殊的性质非常重要，如:烯、炔可被溴水吸收；低级（碳数少）的醇、醛、酸既易溶于水又易溶于有机溶剂；苯酚易溶解于NaOH溶液且加入酸可复原；羧酸与Na2CO3溶液作用且加入强酸可复原；溴苯、硝基苯难溶于水溶液且密度比水大不与碱作用；有机物一般沸点较低，可通过蒸馏的方法与盐溶液分离等。由于有机物多为分子晶体，沸点较低，因此常采用蒸馏（蒸馏烧瓶中）的方法进行分离，例如石油的分馏；又由于有机分子的极性较弱，多数难溶于水，因此萃取分液（分液漏斗中）也是常用的分离方法，例如苯酚与水的混和物分离。而在无机物分离时应用广泛的过滤、结晶等方法在有机物分离时则不常用。2020/2/5【例】脂肪族的伯仲叔胺混合液的分离提纯：在混合液中加入适量的苯磺酰氯和氢氧化钠溶液，先通过蒸馏把不与苯磺酰氯反应的叔胺分离提出，剩下的溶液过滤，使不溶于碱性溶液的二级胺的苯磺酰胺滤出，滤液经酸化后沉淀出一级胺的苯磺酰胺，将苯磺酰胺与强酸共沸进行水解，这样就可以把三种胺分离提纯出来。以下是流程图：分离提纯的应用2020/2/5混合物（三种胺）加入苯磺酰氯和氢氧化钠溶液蒸馏叔胺余液过滤二级胺的苯磺酰胺滤液酸化后沉淀出伯胺的苯磺酰胺与强酸共沸水解得到二级胺与强酸共沸水解得到一级胺2020/2/5【例】试分离硝基苯、苯胺和苯酚的混合物。2020/2/5强酸可以置换弱酸形成的盐达到分离提纯的目的例：除去环己醇中含有的少量苯酚通入CO2OHNaOHOHOH水层有机层ONaOH(分离出去)(分离之)因为苯酚不但具有一定的酸性，而且其酸性比醇强