官能团检验

浅谈有机物中的官能团检验

【摘要】：一个未知物经过了初步考察、元素定性分析和溶解度分组试验之后，对其所属的大致范围，已经有了初步的认识。接下来的工作便是选择适当的官能团试验和光谱分析来确定未知物具有哪些官能团，或确定官能团在分子中的位置。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，-X、-OH、-CHO、-COOH、-NO2、-SO3H、-NH2、RCO-，这些官能团就决定了有机物中的卤代烃、醇或酚、醛、羧酸、硝基化合物或亚硝酸酯、磺酸类有机物、胺类、酰胺类的化学性质。

【关键词】：官能团、检验

【前言】：官能团对有机物的性质起决定作用，-X、-OH、-CHO、-COOH、-NO2、-SO3H、-NH2、RCO-，这些官能团就决定了有机物中的卤代烃、醇或酚、醛、羧酸、硝基化合物或亚硝酸酯、磺酸类有机物、胺类、酰胺类的化学性质。因此，学习有机物的性质实际上是学习官能团的性质，含有什么官能团的有机物就应该具备这种官能团的化学性质，不含有这种官能团的有机物就不具备这种官能团的化学性质，这是学习有机化学特别要认识到的一点。随着化学产品在我们生活中应用的愈加广泛，对物质的鉴定分析也就显得越来越重要，其中对化学物质官能团的检验就是其中必不可少的一部分内容。下面介绍几种常见官能团的检验方法。

一、烃类的检验

烷烃一般没有合适的定性检验方法，只是由元素定性分析（无N、S、P等杂元素），溶度试验等结果推测得知，在鉴定时主要依据物理常数（沸点、密度、折光率等）及光谱特征。1、饱和烃的检验

饱和烃没有合适的特征反应，主要靠物理常数或光谱性质检验、元素分析等，有时用“反证法”

（1）溴的四氯化碳试验绝大多数有>C=C<的化合物可以和溴发生亲电加成反应，使溴的四氯化碳溶液中溴的红棕色退去。

大多数含有双键的化合物，能使溴很快退色，当双键的碳原子上连有吸电子基团或空间位阻大时，使加成反应变得很慢，甚至不能进行。叁键对亲电试剂的加成不如双键活泼，所以，炔烃与溴的四氯化碳溶液加成反应进行较慢。芳香族化合物或是不与溴的四氯化碳溶液反应，或是起取代反应。当苯环上的氢被(-OH、–OR、-NR2)取代时发生取代反应。如HBr 气体可用pH试纸或蓝色石蕊试纸检验，芳胺因与HBr成盐而无HBr放出。烯醇、醛、酮及含有活泼亚甲基的化合物与溴发生反应，使溴退色，并有HBr气体放出

（2）高锰酸钾溶液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。一些不与溴的四氯化碳溶液反应的不饱和化合物可被高锰酸钾氧化如 (C6H5) 2C=C(C6H5)2。所以，两个试验平行进行，以示对照。一些易被氧化的化合物均有反应。如酚、醛、苯胺等。醇在中性条件下不反应，但如含有少量还原性杂质，也会引起颜色变化。不溶于水的试样，可先溶解在不含醇的丙酮中。

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）。芳卤代物大多数都是无色液体，有芳香气味。卤代烃燃烧带烟，多卤代物不易燃烧。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。

1、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。

R-X + AgNO3 = RONO2 +AgX↓

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。

（1）以离子键结合的氢卤酸盐（铵盐、 盐等）反应活性最大。

（2）碳原子数相同的伯、仲、叔卤烷（相同卤原子），其活性为 • R 3CCl > R 2CHCl > RCH 2Cl

（3） 烷基相同，卤原子不同，其活性为 R-I > R-Br > R-Cl

（4） 烯卤化物，卤原子和双键数相同，但双键和卤原子连接的位置不同，其活性 为 CH 3CH=CH-CH 2Cl > CH 2=CH- CH 2CH 2Cl > CH 3-CH 2-CH=CHCl

在室温下能立刻产生卤化银沉淀的卤化物有：胺的氢卤酸盐、酰卤、 RCH=CH CH2X 、R3CCl 、RCHBr-CH2Br 、RI 等。 室温下反应很慢，加热后能产生卤化银沉淀的卤化物有：RCH 2Cl 、R 2CHCl 、RCHBr 2、 2.4-二硝基氯苯等。

在加热下也无卤化银沉淀生成的卤化物有： C 6H 5X 、RCH=CH X 、CHCl 3、CCl 4等。

2、碘化钠一丙酮溶液试验

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。

R-Cl + NaI R-I + NaCl ↓ R-Br + NaI R-I + NaBr ↓ （1）本试验可与硝酸银溶液试验对照进行，在本反应中，卤代烃的相对反应速度是：

RCH 2X > R 2CHX > R 3CX

这种次序，恰好与它们在硝酸银醇溶液中进行实验所表现的情况相反。

以溴代烷为例：在25℃时，伯溴代烷在25℃ 3min 就可析出沉淀；仲溴代烷要加热到50℃，才能在3min 内产生沉淀；叔溴代烷在50℃加热较长时间才有沉淀析出。

氯代烷比相应的溴代烷反应要慢。

（2）1，2－二氯乙烷（或1，2－二溴乙烷）与碘化钠一丙酮溶液反应，不但产生氯化钠（或溴化钠）沉淀，而且还有游离的碘析出。

（3）多溴化物、磺酰氯等反应后也析出碘。

ArSO 2Cl + NaI ArSO 2I + NaCl ↓ ArSO 2I + NaI ArSO2Na + I 2

三、 有机含氧化合物的检验

（一）、醇类化合物的检验

低级和中级醇为无色液体，C12以上为固体或蜡状物质，多元醇为粘稠液体或固体。某些醇具有特殊香味。C3以下一元醇属于S1组，正丁醇属S1－N 组，C4以上的一元醇属N 组。

二元醇和多元醇，它们都溶于水，但难溶或不溶于乙醚，属S2组。芳香醇在水中溶解度一般都很小，但均能溶于浓H 2SO 4中，属N 组。

醇类的特性官能团是羟基。依据羟基联接在不同的碳原子上，可分为伯、仲、叔醇，根据分子中羟基数不同，又有一元醇、二元醇和多元醇之分。所以首先检验是否具有醇羟基，进而区分伯、仲、叔醇，以及是否为多元醇。

1、酰氯试验

酰氯试验是鉴定羟基最常用的方法 。常用的酰化剂有乙酰氯和苯甲酰氯。

酰氯与羟基化合物反应生成酯。

反应发热和放出氯化氢，生成的酯在水中溶解度小于相应的羟基化合物；低级酯往往具有水果香味；常以此来鉴别醇的存在。

−

−→−丙酮−

−→−丙酮−

−→−丙酮 + HCl