第六章 官能团的检验

第六章官能团的检验

主要教学目标：了解常见的官能团及其特性；掌握检验功能团的常用方法；能够利用相关的方法检验官能团。

教学方法及教学手段：采用板书和教学课件及多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式教学方式，并且课堂上学习的表现记入学生的平时成绩。教学重点及难点：掌握检验功能团的常用方法；能够利用相关的方法检验官能团。

引言我们通过对未知化合物的初步试验，可以直到它们含有哪些元素，是何种性质的化合物，再根据实验结果和有关资料与所得的数据进行比较，可以对化合物的进一步鉴定有一个初步的概念。

在有机物的系统鉴定过程中，不需要将各类重要功能团的检验都做，只需要根据对未知物的已做的实验结果，选择一部分实验来检验所推测的化合物中的功能团是否存在。本章内所讲解的检验方法，主要是根据试样与试剂进行化学反应，产生颜色变化或产生沉淀来判断正负结果。

特别注意的是，每种检验方法都有其本身的局限性。因为功能团的性质常受到分子中其余结构部分的影响，对不同化合物中的同一种功能团进行检验时，反应的结果有时不一致，而不含这种功能团含有其它功能团的化合物却有时得到这种结果。所以做功能团的检验时，有时需要做几个实验，互相引证，经综合分析研究后，再做出结论。

6.1 烃类的检验

烃类包括烷烃、芳香烃和不饱和烃。

6.1.1烷烃的检验

烷烃的化学性质很稳定，没有一个合适的化学定性检验方法，只能根据元素分析、物理常数和溶解度分组试验的结果进行推测，比较后作出结论。在现代分析中，常采用红外光谱等波谱分析方法对化合物的结构进行鉴定，能够更准确的检验烃类物质。

另外，用硫酰氯处理烷烃可制得氯代烃。

RH + SO 2Cl

RCl + SO 2 + HCl

6.1.2芳烃的检验

芳烃的化学性质比烷烃活泼，芳环上具有较高的电子云密度，它能与一个强反应性试剂发生反应，而脂肪烃却不能发生反应。

常用下述三个亲电性反应试验来区别I 组中的芳烃和烷烃。 （1）甲醛－浓硫酸试验

在浓硫酸的存在下，甲醛与芳烃脱水缩合合成二芳基甲烷，二芳基甲烷被浓硫酸进一步氧化成醌类型结构的有色化合物。

2

HCHO

24

H 2

C

H 2O

H 2SO 4H 2

C

H 2O

C H

OH

SO 2

结果与讨论：本试验是放热反应，实验时能感受到发热，可用来区别I 组中的芳烃与烷烃。 （2）发烟硫酸试验

芳烃化合物与发烟硫酸作用，芳环发生磺化反应，生成芳烃的磺酸衍生物，并溶解在试剂中，同时还放出热量。

SO

3

24

SO 3H

结果与讨论：试样与发烟硫酸发生正反应时，产生的现象是放热，溶解，并稍有碳化现象。不放热，不溶解者为烷烃。本实验用来区别I 组中的烷烃和芳烃。 （3）三氯化铝－氯仿试验

具有芳香环结构的化合物，在无水三氯化铝的存在下，与氯仿反应，生成有颜色的正碳离子。

3C 6H 6 + CHCl 3

AlCl 3

(C 6H 5)CH + 3HCl

(C 6H 5)CH + (C 6H 5)2CH +

(C 6H 5)3C + + (C 6H 5)2CH 2

结果与讨论：本实验用来区别芳烃（包括卤代芳烃）与非芳烃化合物。 6.1.3不饱和烃的检验

不饱和烃包括烯烃、炔烃和共轭二烯烃三类。对它们的检验常利用不饱和键的特征反应（如加成反应）、容易被氧化及活性氢的活泼性来进行检验。

常用以下四个实验来区别各类不饱和烃。

（1）溴－四氯化碳试验

绝大多数含有碳碳双键和三键的化合物，很容易与溴起加成反应，实验时可以观察到溴在四氯化碳溶液中的红棕色退去。

Br2/CCl4

C C

Br Br

C C

Br2/CCl4C C

Br Br

Br

C C

Br Br

Br Br

结果与讨论：绝大多数碳碳双键和共轭双键，能迅速地与溴起加成反应，使溴的红棕色退去。本试验用来区别烷烃与不饱和烃。

（2）高锰酸钾试验

含有碳碳双键和三键的不饱和键的化合物，易使高锰酸钾溶液褪色。

OH OH

[O]

C

O C

O H2O

4

2

OH

OH

MnO

KOH

KMnO4

2

R C R C OH

O

H C

OH

O

MnO2KOH

(3) 顺丁烯二酸酐试验

含有共轭双键的化合物，能与顺丁烯二酸酐发生1，4－加成反应。生成的加成产物，为白色结晶沉淀，具有固定的熔点，能借以鉴定原来的共轭二烯烃。

HC

C

O

O O

O

O

白色

结果与讨论：通过狄尔斯－阿德尔双烯合成反应来检验共轭二烯烃应。 （4）重金属炔化物试验

炔烃对溴的四氯化碳那溶液和高锰酸钾溶液等试验也呈正结果，为了确定炔烃可通过以下方法鉴定： （1）形成银炔化物

RC

CH

Ag(NH

3)2OH

RC 2NH

32H 2O

6.2 卤代烃的检验

试样经元素定性分析后，如果化合物分子含有卤素，通常可采用下列两个实验来检验它们是属于哪种类型的卤代物，含有哪种卤素。 （1）硝酸银－乙醇试验

卤代烃及其衍生物在乙醇溶剂中，与硝酸银试剂发生反应，生成卤化银沉淀。

R-X +AgNO 3

R-O-NO 2+

结果与讨论：硝酸银醇溶液试验，通常用来检验不溶于浓硫酸的芳香烃卤代物和脂肪烃卤代物。 (2) 碘化钠－丙酮试验

许多氯化物或溴化物与碘化钠－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。

结果与讨论：本实验是根据反应后，生成的氯化钠和溴化钠不溶于丙酮，而析出沉淀的事实，来检验卤代烃中的氯原子和溴原子的。

6.3 醇类的检验

醇的羟基在化合物的分子中，可以连在不同的碳原子上，可以分为伯醇、仲醇和叔醇。另外，可以根据羟基的个数可分为一元醇、二元醇和多元醇。我们可以通过以下五种方法来检验醇类物质。 （1）酰化试验

醇类的一般检验方法是用酰氯与醇羟基酰化后生成酯。酯在水中的溶解度比