许多有机化合物是易于和其它有机物或无机物形成分子化合物的。只要各个组份簡单地混和,进行起来已是非常容易。如果是液态,只要把它們混和在一起就行。如其中有固态,则可把固态物质溶解于液态組份内;如都是固态,那就要把它們进行熔融。这样,形成分子化合物的方法,不外乎把待要研究的化合物溶解在适当溶剂里面。
许多分子化合物也易于分解,例如溶解在惰性溶剂中。因此,为了要使待检定的物质完全转变成分子化合物,最重要的一点,是要极力避免采用其它溶剂加以稀释的方式。如果其它组份是液态,就应把待检定的化合物溶解在这种液态组份里面,溶液中不可有任何另外的溶剂存在。
形成分子化合物时,组份吸收光谱带可能随着向光谱上长波方向强烈地位移,因而使吸收作用急剧增大。吸收作用增大的結果,必然会引起色系的改变,这种相互间依赖关系的规律非常简单。形成分子化合物的两个组份,在化学特性上表现得越不相同,则在光谱带上所显示的颜色就越加深强。如果两个组份各自相反地发生氧化作用或还原作用,由于它們的化学特性各各相反,就应该分别按它們的氧化-还原电势适合的方式作不同的测定,也就是说,当有一组份强烈氧化而另一组份还原时,分子化合物将会有强烈的显色;这时不应有不可逆的化学反应。一般对于具有不同特性的分子化合物,特别是屬于芳族分子化合物,应按其所含的取代基来判定。这些取代基可依电子给予能力的顺序,近似排成下列顺序:
(CH3)2N-,CH3O-,HO-, | -H,-Br,-Cl,-NO2 |
碱性取代基 | 酸性取代基 |
分子化合物组份内的取代基,在上列序次中彼此间隔得越远,则所显出的颜色就越深强。在同一分子内,好几个型式相同的取代基对这一分子的影响,要比单独一个取代基强烈得多。如果在芳族分子化合物的分子内,有特性相反的取代基,则所显现的颜色总是相当强烈。各种取代基对显色的协同影响,染料化学的专著中已有详细的叙述。关于分子化合物的显色間题,普福埃弗尔(P.Pfeiffer)所著的有机分子化合物一书中也有很多的資料,下面就是从这本著作中引用的一部份例証。
黄色的四氯-对-苯醌
是許多芳族化合物在酸性水介质中完全氯化后的最将产物,它的不同溶液显示下列不同的颜色:
苯溶液……………………………………………………………………………………嫩绿黄色
茴香醚溶液………………………………………………………………………………橙红色
苯酚溶液…………………………………………………………………………………暗红色
苯胺溶液…………………………………………………………………………………紫色
二甲替苯胺溶液…………………………………………………………………………深蓝色
間二硝基苯在苯中为无色溶液,在苯胺中为橙色溶液,而在二甲替苯胺中,則为暗红色溶液。
无色的苯六(甲)酸三酐
形成的固态分子化合物,溶解后显示种种不同的颜色:
在吡啶中的溶液…………………………无色 | 在二溴苯乙烯中熔融…………………………黄色 |
在萘中熔酸………………………………橙红色 | 在六甲基苯中熔融……………………………暗红色 |
在香豆素中熔融…………………………嫩绿色 | 在蒽中熔融……………………………………暗蓝色 |
特别是物质的結构对颜色所引起的影响。因此,各种不同結构的二硝基苯和二硝基甲苯在70%当量濃度乙撑二胺中的溶液,显示出下列各种颜色:
在利用紫外线光譜的吸收作用方面,形成分子化合物的意义对檢定和測定有机化合物的重要性也在急剧地增长着。就化学分析方面来說,大部份吸收作用也是和利用某些簡单氧化还原产物易于和許多化合物形成分子化合物而发生显色反应有关的。
另有一些有机物质,是在非水介质中和某些无机物质,如三氯化銻SbCl3、氯化錫SnCl4、氯化汞HgCl2等形成分子化合物而产生强烈的颜色的。維生素A是根据和SbCl3(或SbCl5)形成分子化合物显示出藍色而作出檢定的;而維生素D2及其同族母体化合物則是和某些杂环有机物結合,显示出橙黄色而得以辨认。許多这类相同的例子,可从上述P・普福埃弗尔的著作中找到。
为了檢定許多有机化合物,曾利用不同有机化合物以形成有色分子化合物。例如多硝基化合物,常以溶解于二甲替甲酰胺或二甲替苯胺中形成的顏色来作出检定。
形成分子化合物的现象,似也可以作为雅諾夫斯基的多硝基化合物反应强烈显色的解释。这种显色反应是向多硝基化合物的酮溶液中加碱来完成的。不少研究人員曾深入研究过这种反应;最近吳尔班斯基和他的同事完成了这样一项研究工作。雅諾夫斯基反应,既可以用来检定硝基化合物,也可以用来檢定酮类,例如正戊基乙基甲酮,或者用来检定二烷基亚磷酸盐(酯)。
2,4,7-三硝基芴酮:
形成的分子化合物在紫外光下显示强烈的萤光。由三硝基芴酮和各种不同物质結合所形成的三百种分子化合物,都是根据萤光颜色而作出檢定的。
多卤代芳烃可以借助于形成分子化合物而易于作出檢定和測定,因它們是不易显示出其它型式的显色反应的。无色的三氯萘和四氯萘,在二甲替苯胺中会溶成黄色溶液。