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个别有机化合物的化学鉴定法简述


实验室k / 2018-10-24

       在結构分析的另一面,安排一种元素分析法,也就是組成这个化合物的各元素的定性与定量測定。此外,还运用分子分析法,将个別有机化合物进行最后的鉴定。后法是以測定有关有机化合物分子构型与大小的物理性质作为根据的。測定的方法,包括化合物的熔点、沸点与密度测定,也包括光学检验。試样本身即可供测定熔点、沸点之用,或将试样与已知物质混和,来測出各种特性温度如低共熔温度等。后一方法,晚近曾用来鉴定微量的有机物料与其混合物,这一重要的进步,其用途逐渐更为明显。量度各种溶剂的溶液或熔体的沸点升高与冰点降低,可用于分子量的測定。这种测定可用待測化合物的衍生物来进行,在有些場合中,衍生物却更可提供有利的性质。光学方法包括折射率、旋光性、紫外线和紅外线吸收、拉曼光譜(Raman spectrum),晶粒的光学特性等测定。

       物理方法的鉴定是极可靠的。可是它的应用,一般必須先行分离出高度純粹的有机化合物,这是很費时間与材料的一种操作。因此,能快速成功,又仅耗少量混合物的化学鉴定法(这些混合物往往可供直接使用),其重要性是不可低估的。这些方法应给以高度的評价,尤其是它們还有不需特殊仪器的附带优点。至今已知的事例中,其可通过特性反应而成为个别有机化合物的直接特效試驗法,为数不多。其主要原因,是大多数有机化合物中之具有典型基团者,都有其同系的从屬,当某一官能团可用适当的反应作出鉴定时,其同系的化合物也可用同样类型的反应,产生相似的反应产物。因此,初看时,似覚在发現个别有机化合物特效性或选擇性試驗法上所做的研究工作,成功的希望不多。但官能团檢定中,往往会格外揭露出可能利用种种制备方法来制得它們的衍生物,等到衍生物分离出来以后,就可用物理方法作出鉴定,这可以推断出有关原始物料的可靠結論。像这样久已存在的事实,很可以反映出上述所处的形势。可是从新近的发見中,指出有可能将已有的快速完成的基团反应来进行适当修改和組合,以求发展个别化合物的試驗方法。沿着这些方向努力做去,再加努力研究发掘有机化合物分析上新颖而有用的反应,一定会取得一些经验与思考方面的帮助,这些经验与思考中,有些部份是往往被忽視而竟未被用过的。
       首先应注意到,在大多数借助于有机定性分析的事例中,分析者并不面临着棘手的有机化合物人工混合物。一般,从待試物料的来源,制备方法,作用与用途各方面获得的资料中,都可提供許多有价値的线索,使能循此来决定究应采取哪些試驗方法。事实上,分析的目的,往往只限于知道某些化合物存在与否之类的問題。在这种事例中,必要时官能团的試驗与初步試驗(二者均在点滴試驗分析技术范圍内进行)相結合,即已完全足够,并且由其对特性试验所感应的强度,甚至还可获得某一化合物存在量多少的結論。
       另一点(往往考虑不多)是有机化合物中某些基团的活性,有时受着分子内其余部分或分子内其它基团的强烈影响。这种影响可由反应速率的大小悬殊、活性的丧失、溶解度的变更、碱性或酸性的不同及反应产物的颜色或萤光,而显示出来。显然像官能团试验法所反应到的这样特性,有时可应用于个别化合物的检定或鉴定。在寻觅无机分析用的特效性与选择性的有机试剂中,对于某些盐生成基团的活性,与这种作用受着分子内其余部分及反应环境的影响,都曾給以特别考虑。这个研究园地中所获得的种种发現,对于檢定官能团与个别化合物的有机分析化学方法也颇有用。
       确切檢定个别化合物最重要的是从共同反应場所中移去同系物的可能性。造成这种可能性的原因,往往由于同系列中,只有最低的成員是可在室温或微热下揮发或升华而起,或因经热或化学作用引起分裂而产生揮发的或升华的产物,循次可用适当的試驗法从气相中作出鉴定而起。在这种情况下,那些在溶液中只不过是选择性的基团反应,但当在气相中进行試驗时,却可以成为个别化合物的完全特效的试验法。
       色层分离法最广泛地使用于反应現場的分离。溶液的各种组份经过粉末状吸附剂(柱型色层分离法)或多孔性紙上吸附后(紙上色层分离法)分别聚集于固定而分开的色区。这样,微量个别化合物特效性的試驗,就可在这些色区内直接或在洗提后,借助于灵敏的而毋須具有特效性与选择性的試驗法来进行完成。此外,选择性基团反应的产物可从水溶液内或有机溶剂的溶液内吸附分离出来,循此方式,可使个别化合物在某些色区内作出檢定。
       接下来各文包括多种点滴試驗法的叙述,这些試驗法中,一部分对于个别化合物具有特性,一部分对于某些化合物类别中代表性的化合物有反应。这些化合物都有实用意义,共中大部分在分析試样中经常遇到。个别化合物提供鉴定时,如可获得各种不同的試驗法,建議应将試样对不同試驗法的反应性加以注意。試样本性的判断,将从多种发現中获得更大的肯定性,而判断是否确实,也可借助于进行所謂“純试样檢驗(Pattern trials)”的方法;在“純試样檢驗”中,各种稀釋度的純粹化合物所示出的典型反应景象是可作比較的。
       官能团的试验法与証实个别有机化合物存在的試驗法之間,并无严格的界限。在各种情况下,其主要的特点,是那些涉及某些基团的一定的化学反应有否发生。此外,修訂过的官能团試驗法也常用来檢定个别化合物。


    ① 纸上色层分离法中点滴试验的重大意义久未得到适当的评价。新近诺伊氏(Neu)才适当地论到这一专题。可以希望点滴试验将在气体色谱法有扩大的用途,尤其在斯塔尔(Stahl)氏所发展的薄层色谱法。


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