有机官能团的检验
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有机官能团的检验
摘要:官能团,是决定有机化合物的化学性质的原子或原子团。
常见官能团烯烃、醇、酚、醚、醛、酮等。
有机化学反应主要发生在官能团上,官能团对有机物的性质起决定作用。
我们通过官能团认识了解有机化合物。
关键字:加成变色
正文:(一)烃类的官能团检验。
由于烷烃没有官能团,所以我们只讨论烯烃和炔烃,烯烃和炔烃都是含有不饱和键的烃。
常用检验方法:溴的四氯化碳试验和高锰酸钾试验。
溴的四氯化碳试验:一般含有双键或三键化合物可以和溴发生亲电加成反应,使溴的四氯化碳溶液的红棕色褪去。
由于三键的亲电试剂不如双键的活泼,所以炔烃的反应不如烯烃的快。
高锰酸钾试验: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。
另外:烯烃和炔烃都能发生加成反应,但是生成产物不同。
例如乙烯和水反应得到乙醇(CH3CH2OH)乙炔与水反应得到的乙烯醇,但乙烯醇不稳定,变成乙醛。
除了乙炔可得到醛,其余的炔烃与水反应可得到酮。
(二)卤代烃的检验。
卤代烃除C1-C2氯烷和C1溴烷是气体外,其它卤烷均为无色液体(氟烷除外)。
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。
硝酸银醇溶液试验:卤代烃或其衍生物与硝酸银作用生成卤化银沉淀。
将卤代烃与过量NaOH溶液混合,充分振荡;向混合液中加入过量的稀HNO3以中和过量的NaOH;向混合液中加入AgNO3溶液。
锥形瓶中有浅黄色的沉淀生成
注意事项:在加入AgNO3溶液之前,一定先加过量稀HNO3中和过量的NaOH,以免对Br-的检验产生干扰。
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。
碘化钠一丙酮试验: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。
(三)有机含氧化合物的检验。
①醇:醇的官能团是羟基(—OH)。
醇能与钠反应,产生氢气;能发生消去得到不饱和烃(与羟基相连的碳直接相连的碳原子上如果没有氢原子,不能发生消去);能与羧酸发生酯化反应;能被催化氧化成醛(伯醇氧化成醛,仲醇氧化成酮,叔醇不能被催化氧化)。
②酚:酚的官能团是羟基(—OH)。
与醇羟基不同的是酚是连接在苯
环上的。
酚比醇的酸性强,是由于酚式羟基的O-H键易断裂,生成的苯氧基负离子比较稳定,使苯酚的离解平衡趋向右侧,而表现弱酸性。
酚式羟基的氢除能被金属取代外,还能与强碱溶液生成盐(如酚钠)和水;
大多数的酚能与氯化铁的稀水溶液发生显色反应。
酚能使溴水褪色,用这个反应鉴别酚时,烯烃、炔烃有干扰。
无取代的苯酚与溴水作用生成白色的2,4,6-三溴苯酚沉淀;取代的苯酚往往只有溴褪色。
③醛:醛的官能团是醛基(—CHO)。
醛与饱和亚硫酸氢钠溶液反应生成白色固体,脂肪族甲基酮也能反应;醛与氨的衍生物如苯肼、取代的苯肼、氨基脲等反应生成黄色固体,各种酮也能反应;高锰酸钾、重铬酸钾等强氧化剂与醛反应,现象与醇的反应相同;醇、烯烃、炔烃有干扰;醛与银氨溶液(Tollens 试剂)、Cu2+-酒石酸钾钠碱溶液(Fehling试剂)等弱氧化剂反应,分别生成灰黑色沉淀(或银镜)、砖红色沉淀,酮不能与这些弱氧化剂反应,可用于醛与酮的区别
;Fehling试剂不能与芳香醛反应,也用于区别脂肪醛和芳香醛。
④酮:酮的官能团是羰基()结构是
由于氧原子的电负性比碳的大、所以成键处的电子云就不均匀地分布在碳氧原子之间,氧原子处电子云密度较高,带有部分负电荷,碳原子处电子云谜底较低,带有部分正电荷。
醛和酮的结构及其相似。
所以羰基和醛基都能发生类似的反应。
格林试剂与甲醛反应可得到伯醇,与醛反应可得到仲醇,与酮反应可得到叔醇。
醛类由于醛基的碳上有H,而酮是两个烃基。
所以醛可以加氢还原成醇,而酮不可以。
醛能被高锰酸钾还原,酮与醛结构的差别导致酮不能被高锰酸钾还原。
由此可以区分酮和醛。
⑤羧酸:羧酸的官能团是羧基(—COOH)。
羧酸具有酸的通性,即跟活泼金属反应,置换羧基中羟基的氢、跟碱中和成羧酸盐和水、跟Na2CO3反应生二氧化碳、溶于水使石蕊变红;羧酸与碳酸钠或碳酸氢钠反应生成羧酸盐,其它如酚类等酸性有机物不能同碳酸氢钠反应;不溶于水的羧酸,若生成的盐可溶于水,可用碳酸钠水溶液鉴别,现象是溶解于碳酸钠水溶液;羧基与羟基可以相互检验
生成酯。
⑥酯:酯的官能团是酯键。
它是醇和羧酸的反应产物,所以可以发生水解生成醇和羧酸。
⑦糖:单糖与银氨溶液(Tollen试剂)、Cu2+-酒石酸钾钠溶液(Fehling试剂)等弱氧化剂反应,分别生成灰黑色沉淀(或银镜)、砖红色沉淀;还原性双糖也能反应;.单糖与高锰酸钾、重铬酸钾等强氧化剂反应,现象与醛、醇相同;单糖与过量苯肼反应生成黄色结晶(糖脎),还原性双糖也能反应。