有机化合物的定性鉴别

nullnull （六）有机化合物的定性鉴别 null 1．溴的四氯化碳溶液检验烯烃和炔烃 2．高锰酸钾溶液检验烯烃和炔烃 3．硝酸银氨溶液鉴别末端炔烃 4．铜氨溶液鉴别末端炔烃 5．硝酸银-乙醇溶液检验卤代烃 6．酰氯检验醇 7．硝酸铈铵试剂检验10碳以下的醇 8．卢卡斯试剂检验一、二、三级醇 9．土伦试剂鉴别醛和酮 10. 2,4-二硝基苯肼检验醛和酮 null 11．菲林溶液鉴别脂肪醛 12．碘仿反应鉴别甲基酮 13．利用羧酸和酚的酸性差别鉴别和提纯羧酸和酚 14．苯酚与溴水反应鉴别苯酚 15. 用苦味酸鉴别有机碱，鉴别芳香烃 16. 对亚硝基苯酚与苯酚的缩合反应鉴别亚硝酸盐 17．三氯化铁试验检验酚和烯醇 18．兴斯堡反应鉴别一、二、三级胺 19．亚硝酸试验鉴别一级胺、二级胺、三级胺 20. 形成糖脎的实验鉴别糖 21．茚三酮试验鉴别氨基酸 null 烯烃分子中含C=C双键，能与溴发生加成反应，使溴的红棕色消失，因此在中常用溴与烯烃的加成反应对烯烃进行定性和定量分析，如用5%溴的四氯化碳溶液和烯烃反应，当在烯烃中滴入溴溶液后，红棕色马上消失，表明发生了加成反应。据此，可鉴别烯烃。1．溴的四氯化碳溶液检验烯烃和炔烃 实验：在一干燥试管中加入1～2 ml四氯化碳和几滴样品烯烃，待样品溶解后，边摇动边滴加5％的溴的四氯化碳溶液，观察反应情况，记录实验现象。（溴褪色，无气体逸出为正反应）思考题：1.本实验为什么要在干燥试管中进行？ 2.炔烃能不能用此法检验？阐明理由。null 2．高锰酸钾溶液检验烯烃和炔烃 烯烃分子中含C=C双键，能被高锰酸钾溶液氧化，如果用冷、稀的中性高锰酸钾溶液为氧化剂，得到顺邻二醇。如果用较强烈的反应条件：酸性、碱性或加热，则得到氧化裂解产物。 将高锰酸钾的稀水溶液滴加到烯烃中，高锰酸钾溶液的紫色会褪去，由于Mn+7被还原成MnO3-， MnO3-很不稳定，歧化为MnO4-和MnO2，因此在反应时能见到MnO2沉淀生成。可以根据上述实验现象来鉴定烯烃（除烯烃外，很多化合物也能被氧化，有干扰反应时慎用）。null 实验：在试管中加入几滴烯烃样品和l～2 ml水，待样品溶解后，边摇动边滴加2％高锰酸钾溶液，观察反应情况，记录实验现象。 （紫色消褪为正反应）思 考 题 1. 炔烃能不能被高锰酸钾溶液氧化？写出炔烃与高锰酸钾溶液反应的化学反应方程式。 2.炔烃能不能用此法检验？阐明理由。null 末端炔烃含有活泼氢，可与硝酸银氨溶液反应生成炔化银白色沉淀。据此可鉴别末端炔烃类化合物。 实验：将 2 ml 3％硝酸银溶液和1滴10％氢氧化钠溶液加入到一干净试管中（有灰色沉淀产生），然后滴加2mol/L的氨水至沉淀刚好完全溶解。将2滴试样（末端炔烃）加入此溶液中，观察反应结果。记录实验现象。 （有白色沉淀产生为正反应）3．硝酸银氨溶液鉴别末端炔烃RCCH + Ag(NH3)+2NO3 RC  CAg白 注意：炔化银干燥后，经撞击会发生强烈爆炸，生成金属和碳。故在反应完了时，应加入稀硝酸使之分解。思考题：已知氰负离子和炔基银可通过如下反应形成极稳定的络合物，请设计一个提纯末端炔烃的实验方案。 null 实验：将2ml水和一小粒氯化亚铜固体加入到一干净试管中，然后滴加2mol/L的氨水至沉淀刚好完全溶解。将2滴末端炔烃试样加入此溶液中，观察反应现象。记录实验结果。（有红色沉淀产生为正反应）4．铜氨溶液鉴别末端炔烃 末端炔烃含有活泼氢，可与铜氨溶液反应生成炔化铜沉淀。据此可鉴别末端炔烃类化合物。RCCH + Cu(NH3)+2Cl RC  CCu红 炔化铜干燥后，经撞击会发生强烈爆炸，生成金属和碳。故在反应完了时，应加入1：1稀硝酸使之分解。思 考 题 1. 写出丙炔与铜氨溶液反应的反应方程式。 2. 写出丙炔铜与硝酸反应的反应方程式。null5．硝酸银-乙醇溶液检验卤代烃卤代烃与硝酸银的乙醇溶液反应，生成硝酸酯和卤化银沉淀。不同的卤化银沉淀颜色不同:氯化银（白色）溴化银（浅黄色）碘化银（黄色）。 不同的卤代烃在该反应中的速率不同，一般来讲，具有相同烃基结构的卤代烃，反应活性次序是RI>RBr>RCl。而卤原子相同，烃基结构不同时，反应活性次序是苯甲型、烯丙型>三级>二级>一级>苯型、乙烯型。综合考虑，苯甲型、烯丙型卤代烃与硝酸银的醇溶液反应最迅速，碘代烷和三级卤代烃在室温可与硝酸银的醇溶液反应生成卤化银沉淀。一级、二级溴代烷和氯代烷则需要温热几分钟才能生成卤化银沉淀。苯型、乙烯型、偕二卤代烃和偕三卤代烃不与硝酸银醇溶液反应。 因此可以根据卤化银沉淀的颜色和它们生成的快慢来鉴别卤代烃。null实验设计题 请设计一组实验，来证明卤代烃的反应活性次序是： 苯甲型、烯丙型>三级>二级>一级>苯型、乙烯型 思考题： 那些样品反应时选用2％的硝酸银－乙醇溶液为试剂？ 那些样品反应时选用2％的硝酸银－水溶液为试剂？ null6．酰氯检验醇 酰氯与醇反应能生成有香味的酯。根据反应中是否有水果香味逸出可鉴别醇类化合物。实验设计题 请设计一个利用酰氯与醇反应来鉴别醇类化合物的实验方案。分别用一级、二级、三级醇进行实验，并讨论该实验的适用范围。 null7．硝酸铈铵试剂检验10碳以下的醇 实验：在一干净试管中，将2滴样品溶于2ml水中（不溶于水的样品加2ml醋酸或二氧六环） 再加入1ml硝酸铈铵溶液，用力振摇试管。观察反应体系的颜色变化，记录实验现象。 （有红色或橙红色产生为正反应） 不超过10个碳的醇能与硝酸铈铵反应，形成的络合物显红色或橙红色。根据反应中的颜色变化可以鉴别小分子醇类化合物。null8．卢卡斯试剂检验一、二、三级醇 六碳原子以下的各级醇均溶于卢卡斯试剂，但生成物氯代烷不溶于卢卡斯试剂，故根据体系出现混浊或分层可判别反应速度的快慢，并根据此现象来鉴别六碳和六碳原子以下的一级醇、二级醇、三级醇 将六碳以下的一级、二级、三级醇分别加入盛有卢卡斯试剂的试管中，经振荡后可发现，三级醇立刻反应，生成油状氯代烷，它不溶于酸中，溶液呈混浊后分两层，反应放热；二级醇2～5min反应，放热不明显，溶液分两层；一级醇经室温放置1h仍无反应，必须加热才能反应。浓盐酸和无水氯化锌的混合物称为卢卡斯试剂（Lucas reagent）。醇可以与卢卡斯试剂反应生成氯代烃。但不同的醇与卢卡斯试剂反应的速度不同。各类醇与卢卡斯试剂的反应速率为： 烯丙型醇（allylicalcohol），苯甲型醇（benzylic alcohol），三级醇 ＞ 二级醇 ＞ 一级醇null实 验 设 计 题 请设计一组实验，来证明各类醇与卢卡斯试剂反应的速率为： 三级醇 ＞ 二级醇 ＞ 一级醇思 考 题 烯丙醇和苯甲醇都是一级醇，但可以与卢卡斯试剂很快地发生反应。请根据下面的方程式分析原因。 null 实验：将2ml 5％的硝酸银溶液和2滴10％的氢氧化钠溶液加入一干净试管中，然后边摇动边逐滴加5％的氢氧化铵溶液直到生成的氧化银沉淀恰好完全溶解为止。在试管中加入几滴样品（不溶于水的样品先用少量乙醇溶解），在室温放置片刻，若无银镜出现，须在沸水浴中温热几分钟观察银镜是否生成。记录实验结果。（试管壁上有银镜或黑色沉淀出现为正反应） 土伦试剂是银氨离子，Ag(NH3)2+（硝酸银的氨水溶液），它与醛反应时，醛被氧化成酸，银离子被还原成银，附着在试管壁上形成银镜，因此称该反应为银镜反应。土伦试剂与酮不发生上述反应，所以此实验可区别醛和酮。9．土伦试剂鉴别醛和酮思考题：D-果糖能否发生银镜反应？为什么？ null 醛或酮与氨衍生物反应后生成的产物多半是有特殊颜色的固体，很容易结晶，并具有一定的熔点，所以经常用来鉴别醛酮。最常用的鉴定醛或酮的一个反应是2,4-二硝基苯肼与醛、酮的羰基发生亲核加成反应。该反应生成的产物为黄色、橙色或红色沉淀。 实验：将2ml2,4－二硝基苯肼试剂、2ml95％乙醇和2滴样品加入到一干净试管中，用力振摇，观察有无沉淀出现，若无沉淀出现，需放置10～15 min，记录实验结果。 （有黄色、橙色或红色沉淀出现为正反应）10. 2,4-二硝基苯肼检验醛和酮null思考题 1常用的与醛或酮反应的氨衍生物有哪些？写出他们的名称和结构。 2写出吉拉德试剂的结构式。该试剂的特点是什么？ 实验设计题 很多醛酮在提纯时比较困难，请设计一个提纯醛酮的实验方案。 null11．菲林溶液鉴别脂肪醛菲林试剂（Fehling reagent）能将醛氧化成酸。 菲林试剂（Fehling reagent）是由硫酸铜溶液（菲林A）和含碱的酒石酸盐溶液（菲林B）等量混合配制而成的。混合时硫酸铜的铜离子和碱性酒石酸钾钠形成一个深蓝色铜络离子溶液。与醛反应时Cu2+络离子被还原成为红色的氧化亚铜，从溶液中沉淀出来，蓝色消失，而醛氧化成酸， 菲林试剂氧化脂肪醛速率较快。但不与芳香醛和简单酮反应，（-羟基酮、-酮醛可被还原）。 利用实验中的颜色变化，利用醛和酮、脂肪醛和芳香醛氧化性能的区别，可以很迅速地鉴别脂肪醛和酮及脂肪醛和芳香醛。null 试验：将等量的菲林A和菲林B在一试管中混合均匀后，加入几滴试样，振摇均匀，然后在沸水浴中加热，观察反应现象。（有红色沉淀出现为正反应） 思考题 1.为什么菲林溶液需在使用时现配？ 2.菲林试剂在医学上的一个重要用途是什么？写出相关的反应方程式并作简单说明。 null 实验：在试管中加入2～3滴甲基酮试样，1ml碘-碘化钾溶液，然后逐滴加入 15%的氢氧化钠溶液至溶液呈淡黄色，用力振摇，若无结晶析出，可在温水浴中微热，并补加1～2滴碘溶液，观察反应现象。记录实验结果。（有碘仿的黄色结晶析出为正反应） 甲基酮与次碘酸钠反应会生成碘仿，因此，该反应称为碘仿反应。12．碘仿反应鉴别甲基酮碘仿是一个不溶于NaOH溶液的黄色沉淀物，可根据此实验现象判别反应是否发生。因此实验室中，常用碘仿反应来鉴别甲基酮类化合物。null 思 考 题 1 碘仿反应也可以鉴定乙醇。在该反应中，碘起两种作用，一是先使乙醇脱氢，形成乙醛；随后进行取代反应，使乙醛成为三碘乙醛，该化合物在氢氧化钾的作用下，生成碘仿和甲酸盐，甲酸盐与碘化氢反应转变为甲酸。请写出上述各反应的反应方程式。 2 由思考题1能否得出结论：碘仿反应也可用于鉴别能被次碘酸钠氧化成甲基酮的化合物。 3 下列化合物哪些能发生碘仿反应？哪些不能发生碘仿反应？ 乙酸乙酯、乙酸、乙醇、乙醛、丙酮、丙醛 null13．利用羧酸和酚的酸性差别鉴别和提纯羧酸和酚 思 考 题 1 有机化合物的酸碱性常用于分离、提纯和鉴别试验，请思考一下，有那几类化合物可利用其酸碱性来鉴别。 2 在混浊的苯酚、水混合液中，滴加5％的NaOH溶液，得到的是透明的澄清溶液，然后再加2mol/L盐酸至溶液呈酸性，溶液又变混。请根据上述实验现象写出实验结论和写出相应的反应方程式。 3 请用反应方程式表示酚、碳酸和羧酸的酸性强弱。 4 请设计一个分离提纯甲苯、乙酸和苯酚混合物的实验方案。 5 请设计一个将羧酸与其它类中性有机化合物分离的实验方案。并写出此实验方案的理论依据。 本节只列思考题null生成一元卤代酚后，由于卤原子的吸电子作用，酸性比原来酚的酸性更强，更容易生成酚盐负离子，因此更容易卤化。例如苯酚与溴水反应生成邻、对位全被取代的三溴苯酚，但反应并不到此为止，还继续反应，生成无色的溴化环己二烯酮沉淀。此化合物经用亚硫酸氢钠溶液洗后，再还原成三溴苯酚。 苯酚的溴化反应是鉴别苯酚的一个特征性反应，生成的沉淀物2,4,4,6-四溴环己二烯酮（2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone），从前叫三溴酚溴。苯酚在碱性条件下的卤化过程可表示如下：14．苯酚与溴水反应鉴别苯酚null 在一般的书中，将用溴水鉴别苯酚的反应写为白实验设计题 请设计一个用溴水鉴别苯酚的实验方案。 null思 考 题 1. 2,4,4,6-四溴环己二烯酮可用做苯胺及苯酚衍生物的溴化试剂。为什么？ 2.写出吉拉德试剂的结构式。该试剂的特点是什么？ null 苦味酸与有机碱反应生成难溶的盐，熔点敏锐，故在有机分析中，常用以鉴别有机碱，根据熔点数据可以确定碱是什么化合物。15. 用苦味酸鉴别有机碱，鉴别芳香烃 苦味酸顾名思义是有苦味的酸，用水重结晶得黄色片状结晶，熔点123C，是一个有毒的化合物。 苦味酸与稠环芳烃可定量地形成带色的分子化合物，也叫络合物或电荷转移络合物(charge transfer complexes)。这种络合物都是很好的结晶体，有一定的熔点，在有机分析中，主要用于鉴定芳香烃。讨论和实验设计请同学完成。null 对亚硝基苯酚在浓硫酸中可与苯酚缩合，形成绿色的靛酚硫酸氢盐。此反应液用水稀释，则可变成红色，再加入氢氧化钠，又转变成深蓝色。这一系列的颜色变化反应可以用来鉴别亚硝酸盐(先与苯酚反应生成对亚硝基苯酚)，反应如下：16. 对亚硝基苯酚与苯酚的缩合反应鉴别亚硝酸盐讨论和实验设计请同学完成。null 17．三氯化铁试验检验酚和烯醇 不同的酚生成的络合物呈现不同的特征颜色，一般来讲，酚类主要生成蓝、紫、绿色，烯醇类主要生成红褐色和红紫色。根据反应过程中的颜色变化可以鉴别它们。 大多数酚及烯醇类化合物能与三氯化铁溶液发生反应生成络合物。例如苯酚与三氯化铁（iron trichloride）的反应如下：null实 验 设 计 题 请设计一个用三氯化铁溶液鉴别苯酚的实验方案（请同学注意：本实验须做空白对照实验）。 思 考 题 为什么烯醇类化合物能与三氯化铁溶液发生反应生成络合物而一般的醇不行？ null1o胺 + 磺酰氯沉淀溶解沉淀NaOHH+18．兴斯堡反应区别一、二、三级胺 一级胺、二级胺、三级胺与磺酰氯的反应称为Hinsberg （兴斯堡）反应。Hinsberg 反应可以在碱性条件下进行。 苯磺酰氯与一级胺反应产生的磺酰胺，氮上还有一个氢，因受磺酰基影响，具有弱酸性，可以溶于碱成盐；null2o胺 + 磺酰氯沉淀（既不溶于酸，又不溶于碱） 苯磺酰氯与二级胺生成的N,N－二取代苯磺酰胺因氮上无氢，没有酸性，不能溶于氢氧化钠溶液。null 3o胺 + 磺酰氯 3°胺油状物 + TsO-的水溶液 + NaCl 油状物消失H+-OH 三级胺虽然能与磺酰氯反应生成RSO2N+R3Cl- ，但被水分解又回到原来的三级胺，因此可以认为不发生这个反应。不起Hinsberg反应的三级胺，可溶于酸，R3N +NaOH-H2OR3N +R3NH+H+-OHnull实 验 设 计 题 请设计一个用兴斯堡反应来分离与鉴定一、二、三级胺的实验方案。分别用一级胺、二级胺、三级胺进行上述实验，分析实验现象并进行归纳。 null3o胺分类1o胺2o胺脂肪胺与亚硝酸的反应RNH2NaNO2, HCl[R-NN]Cl--N2R+醇、烯、卤代烃等的混合物0～5oC+R2NHNaNO2, HCl[R2N-N=O]SnCl2, HClR2NHN-亚硝基二级胺黄色油状物或固体R3N + HNO2[R3NH]+NO2-OH-1o胺放出气体。 2o胺出现黄色油状物。 3o胺发生成盐反应，无特殊现象。19．亚硝酸试验鉴别一级胺、二级胺、三级胺null3o胺分类1o胺2o胺芳香胺与亚硝酸的反应ArNH2NaNO2, HCl0～5oC[Ar-NN]Cl-+加热放出氮气。遇-萘酚, 发生偶联反应生成橙红色化合物。Ar2NHNaNO2, HCl[Ar2N-N=O]SnCl2, HClR2NHN-亚硝基二级胺黄色油状物或固体1o胺放出气体。 2o胺出现黄色油状物。 3o胺出现绿色晶体。绿色晶体null实 验 设 计 题 请设计一个用亚硝酸来鉴定脂肪一、二、三级胺的实验方案。分别用脂肪一级胺、二级胺、三级胺进行上述实验，分析实验现象并进行归纳总结。 请设计一个用亚硝酸来鉴定芳香一、二、三级胺的实验方案。分别用芳香一级胺、二级胺、三级胺进行上述实验，分析实验现象并进行归纳总结。 思 考 题 脂肪一、二、三级胺与亚硝酸反应和芳香一、二、三级胺与亚硝酸反应有什么异同点？null 在早年研究糖时遇到的最大困难是糖很难结晶，成为浆状物质。费歇尔用氨基脲、苯肼等试剂与糖缩合，形成结晶化合物，便于提纯，再分解得回纯的糖，其中最重要的是苯肼与糖的衍生物——形成糖脎（osazone）。20. 形成糖脎的实验鉴别糖糖脎为黄色结晶，不同糖的脎结晶形状不同，熔点不同，生成时间不同，因此可以用于鉴别糖，这个反应，在早年费歇尔研究糖的构型时起着关键性的作用。思 考 题 D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖能否用形成糖脎的实验来鉴别？为什么？null21. 茚三酮试验鉴别氨基酸凡是有游离氨基的氨基酸都可以和茚三酮发生呈紫色的反应。水合茚三酮+紫色-CO2，-RCHO-3H2O互变异构null 实验：在一试管中加入约2ml 0.5%茚三酮溶液，再加入2～3mg试样，加热混合物，微沸1 min。观察反应情况，记录实验现象。 （有蓝、紫色为正反应）