有机官能团鉴别大全.docx

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有机官能团鉴别大全

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引言

用于定性鉴别官能团的化学反应必须满足下述条件:

1．化学反应发生前后，有颜色变化。

2．化学反应发生前后，有相的变化（有气体放出、或有沉淀生成、或沉淀溶解、或反应前成均相反应后分层、或反应发生前分层反应后成均相）。

第一节烷烃

无鉴别反应

第二节烯烃

1.KMnO4法

[概述]碳碳双键与KMnO4的酸性或碱性水溶液发生氧化还原反应使KMnO4溶液颜色褪去。

在中性或碱性介质中，还有黑褐色的MnO2沉淀产生。

例如，

2.Br2/CCl4法

[概述]碳碳双键与Br2的四氯化碳溶液发生亲电加成反应使溴的红棕色褪色。

[反应式]

3.冷浓H2SO4法

[概述]碳碳双键与冷浓硫酸发生亲电加成反应生成硫酸氢烷基酯而使反应混合液成均相。

[反应式]

例如，

本法适合于常温下为液体的烯烃。

第三节炔烃

1.KMnO4/H2SO4法

[概述]碳碳叁键与KMnO4/H2SO4发生氧化-还原反应，而使KMnO4紫色褪去，末端炔烃有二氧化碳放出。

[反应式]

2.Br2/CCl4法

[概述]炔烃与Br2/CCl4发生亲电加成反应，使溴的橙色褪去。

[反应式]

3.Ag（NH3）2+法。

[概述]末端炔烃与Ag（NH3）2+作用，产生炔银沉淀（白）。

[反应式]

4.Cu（NH3）2+法

[概述]末端炔烃与Cu（NH3）2+作用，产生炔铜沉淀（棕红色）。

[反应式]

[例1]用化学方法鉴别化合物[1][2][3][4]。

第四节环丙烷及其衍生物

1、Br2/CCl4法

[概述]环丙烷及其烃基衍生物与Br2/CCl4溶液发生亲电加成反应，使溴的红棕色褪去。

[反应式]

[例2]用化学方法区别下列化合物。

[习题1]用化学方法区别

（1）

（2）

第五节共轭二烯烃

1.Br2/CCl4法（略）

2.KMnO4法（略）

3.冷、浓硫酸法（略）

4.顺丁烯二酸酐法

[概述]共轭二烯烃与顺丁烯二酸酐发生双烯合成（Diels-Alder反应），析出固体。

[反应式]

[例3]用化学方法区别

[习题2]用化学方法区别

第六节芳香烃

1.CHCl3/AlCl3法

[概述]苯及其同系物和CHCl3/AlCl3反应生成有颜色的产物。

苯及其同系物、卤代芳烃反应后为橙红色，萘反应后为兰色，菲、联苯反应后呈红色，蒽反应后呈绿色。

[反应过程]

（有颜色）

2.KMnO4/H2SO4法

[概述]具有α-H的烷基苯能与KMnO4发生氧化-还原反应，使KMnO4褪色，苯显负反应。

[实例]

3.发烟H2SO4法

[概述]苯及其烷基苯与发烟硫酸反应生成芳香磺酸而使反应液成均相。

[实例]

[例4]用化学方法区别

[习题3]用化学方法区别

第七节卤代烃

1.AgNO3/EtOH法

[概述]一个碳上只连一个卤素的卤代烃（氟代烷除外）能与AgNO3/EtOH溶液作用，产生沉淀（AgCl白色，AgBr淡黄，AgI黄色），乙烯型卤和同一个碳上连有两个或两个以上卤素的烷烃无此反应，卤素的活性符合按SN1反应所预料的。

烯丙型卤、30卤.>20卤>10卤>乙烯型卤

RI>RBr>RCl

实际上，乙烯型卤及卤代苯显负性结果。

[反应式]RX+AgNO3→RONO2+AgX↓

[用途]用于鉴别卤代烃以及确定不同结构的卤代烃。

[例5]可用AgNO3/EtOH法区别

（1）碘乙烷和乙醇

（2）烯丙基氯和乙烯

（3）氯仿和丁基氯

（4）1-溴-1-丁烯和1-溴-2-丁烯

（5）1,1,1-三氯乙烷和碘乙烷

2.NaI/丙酮法

[概述]溴代烷或氯代烷用NaI/丙酮处理时生成NaBr或NaCl沉淀（NaBr、NaCl不溶于丙酮），卤代烃的活性次序符合按SN2反应所预料的。

烯丙型卤、苄卤>10卤.>20卤>30卤>乙烯型卤

RBr>RCl

实际上，乙烯型卤显负性结果。

[例6]用简单化学实验区别

第八节醇

1.金属钠法

[概述]金属钠与醇反应放出H2。

醇的活性：

（1）CH3OH>10ROH>20ROH>30ROH

（2）随着分子中烃基部分的增大活性降低。

[反应实例]

[用途]用于区别C3-C8的醇与非醇类（不含有活泼氢）。

例如，可用此法将正丁醇从丙酮、正丁醚和甲苯中区别出来。

C3以下的醇常含有水，不宜用此法检出。

2.Lucas试验（盐酸氯化锌试验）

[试剂组成]无水ZnCl2+浓盐酸

[概述]室温下，Lucas试剂和10、20、30醇的反应速度不同，不同结构的醇在Lucas试验中的反应速度是：

烯丙型醇、苄醇≈30醇>20醇>10醇

在上述反应条件下，烯丙型醇、苄醇、30醇反应最快，立即生成不溶于水的氯代烃，于是出现浑浊，经放置便分层。

20醇反应较慢，要经数分钟才出现浑浊，生成相应的氯代烃。

10醇反应最慢，短时间内不会发生浑浊。

利用上述现象可区别各类醇。

本法只适用于C6以下的醇。

因为C6以下的醇能溶于Lucas试剂，而相应的氯代烃不溶。

[反应通式]

[例7]用化学方法区别：

正丙醇[1]、2-戊醇[2]、叔丁醇[3]。

3.铬酐法

[概述]10醇、20醇能被CrO3/H2SO4试液氧化成羧酸和酮，CrO3被还原为Cr3+（试液由橙红色变为绿色）。

根据颜色是否变化来判断正负结果。

无α-H的叔醇在2秒钟内应看不出有反应，溶液依然保持橙红色，在2秒钟以后的任何变化可以不顾。

[反应式]

[用途]本试验是将10、20、30醇区别开来的一种快速方法。

10醇和20醇不受分子量的限制，都能得出正结果。

4.高碘酸试验

[概述]二元或多元邻羟基醇类、糖类、邻羟基胺、α-氨基和α-羟基醛酮以及α-二酮都能被高碘酸氧化，发生碳碳键的断裂，生成甲醛（或醛）、甲酸以及水（或氨）等。

HIO4则被还原为HIO3，后者与AgNO3反应生成AgIO3沉淀（白色）。

[通式或实例]

[用途]使用本试验可区别邻二醇和有关化合物。

[例8]用化学方法区别：

1,2-丙二醇[1]、正丁醇[2]、甲丙醚[3]、环己烷[4]。

第九节酚

1.FeCl3法

大多数酚与三氯化铁有特殊的颜色反应，而且各种酚产生的颜色不同，多数酚呈现红、兰、紫或绿色。

颜色的产生是由于形成电离度很大的络合物（一般烯醇类化合物也能与三氯化铁起颜色反应）。

大多数硝基酚类、间位和对位羟基苯甲酸不起颜色反应，某些酚如α-萘酚、β-萘酚等由于在水中的溶解度很小，它的水溶液与三氯化铁不产生颜色反应。

若采用乙醇溶液，则显正性结果。

[反应实例]

2.Br2/H2O法

[概述]酚类能使溴水褪色，形成溴代酚析出。

苯酚与溴水作用生成白色固体三溴苯酚。

[反应式]

[习题4]用化学方法区别

第十节醚

[概述]所有的醚都能溶解于强酸中。

由于醚键上氧原子具有未共有电子对，能接受强酸中的质子生成盐，反应混合物为均相。

[反应式]

第十一节醛和酮

1.2,4-二硝基苯肼试验

[概述]醛酮化合物中的羰基与2,4-二硝基苯肼作用生成黄色、橙色或橙红色的2,4-二硝基苯腙沉淀。

[反应式]

2．NaHSO3试验

[概述]醛、C8以下的环状酮、脂肪族甲基酮能与NaHSO3的饱和溶液发生亲核加成反应，生成白色晶体。

羰基碳的电正性愈强，空间位阻愈小，反应愈快。

[实例]

3．

碘仿实验

[概述]具有或结构的化合物，与I2/NaOH反应，生成CHI3结晶（黄色）。

第十二节区别醛与酮的试验

醛和酮虽然都含有羰基，但由于具有不同的结构，通常表现不同的性质，可用下述反应区别醛和酮。

1.Fehling试验

[试剂组成]由等体积的硫酸铜溶液（试剂A）和酒石酸钾钠的氢氧化钠溶液（试剂B）混合组成。

酒石酸钾钠的作用是与氢氧化铜形成络合物，避免氢氧化铜沉淀析出。

[概述]脂肪醛可还原Fehling试剂，析出黄至红色的Cu2O沉淀，而芳香醛、酮则显负性结果。

可用本试验鉴定醛，区别脂肪醛与芳香醛、脂肪醛与酮。

[反应式]

2.Benedict试验

[试剂组成]Benedict试剂是改进的Fehling试剂。

它的组成为：

硫酸铜+柠檬酸+碳酸钠。

Benedict试剂久置后不易变质，也不必象Fehling试剂那样配成A、B液分别保存。

所以，比Fehling试剂使用方便。

[概述]脂肪醛还原Benedict试剂生成黄至红色Cu2O沉淀，而芳香醛、酮则成负性结果。

可用本实验鉴别脂肪醛和芳香醛、脂肪醛和酮。

[反应式]

3.Tollen试验

[试剂组成]由氨、硝酸银和氢氧化钠配制而成。

[概述]醛（脂肪醛、芳香醛）遇到Tollen试剂被氧化，试剂本身被还原成金属银，附在器壁形成银镜，故此实验又称为银镜实验。

本方法是鉴定醛，尤其是区别醛和酮的好方法。

[反应式]

RCHO+2Ag（NH3）2OH→2Ag+RCO2NH4+3NH3+H2O

4.Schiff试验

[试剂组成]品红稀溶液经SO2脱色。

[概述]醛类与试剂作用显紫红色，加H2SO4后所显紫红色不消失者为甲醛，消失者为其它醛。

酮类显负性结果。

5.NaHSO3试验（见醛、酮部分）

6.碘仿试验（见醛、酮部分）

[习题5]用化学方法区别

（1）

（2）

（3）

（4）

第十三节羧酸

[概述]羧酸是具有明显酸性的一类有机化合物，鉴别时主要依据其酸性而与其它非酸性物质区别开来。

1.1.  金属钠法

RCOOH　　　　　　RCOONa+H2↑（有气泡）

2.2.      碱液法

RCOOHRCOONa+H2O+CO2↑

　　　　　　　　　　　　　　　　　（有气泡且使澄清的石灰水浑浊）

3.3.      指示剂法

PH试纸呈酸性色（PH<7）

[附注]

（1）

（1）磺酸、某些硝基取代的酚也能给出以上的酸性特征的正结果。

（2）

（2）甲酸、草酸还具有还原性，能使KMnO4/H+褪色，甲酸还能与Tollen试剂反应呈正结果。

[习题6]用化学方法区别

（1）

（1） 甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、甲酸、乙酸

（2）

（2） 对甲苯酚、苯甲酸、甲基苯基醚

第十四节羧酸衍生物

1.水解法

[概述]羧酸衍生物都能发生水解、醇解、氨解等亲核取代反应，但它们发生这些反应时的活性差别较大。

酰卤滴加蒸馏水时，立即水解（不分层），同时放热，放出卤化氢；再加硝酸银溶液，有沉淀（卤化银）生成。

酸酐滴加蒸馏水，先下沉，片刻后水解（不分层）。

酯、酰胺在室温下加蒸馏水，分层，无明显现象。

当加NaOH溶液时，酯与其分层，加热后成均相（不分层）。

酰胺加NaOH溶液也分层，加热数分钟后成均相，同时有NH3产生（用红色石蕊试纸检验），取代酰胺无NH3产生，而是产生RNH2或R2NH，后者需要用胺的反应补鉴。

2.羟肟酸铁试验

[概述]酰卤、酸酐、酯、酰胺与羟氨盐酸盐反应生成羟肟酸，后者用FeCl3处理便生成羟肟酸铁，呈红至紫色。

[附注]

（1）N-取代的酰胺不起上述反应。

（2）若为芳香族酰胺可不用NH2OH·HCl,而用H2O2氧化羟肟酸。

[习题7]用化学方法区别

（1）

（2）

（3）

第十五节硝基化合物

1.亚硝酸法

[概述]凡有α-H的硝基烷都能与亚硝酸反应，所以，叔硝基烷不反应，而伯硝基烷由于反应后还剩一个α-H（酸性），故产物硝肟酸可溶于碱中。

[反应式]

[用途]用于区别三类硝基烷。

2.NaOH法

[概述]将芳香族硝基化合物溶于乙醇、丙酮等中，再加10%-20%NaOH溶液，若为单硝基苯类，则不产生颜色（或生成很淡的黄色），如为两个硝基取代的苯环则有兰紫色出现，有三个硝基存在时则产生血红色。

[附注]若分子中有氨基、取代氨基或羟基存在时，则会抑制形成特征的红和紫色。

第十六节胺

1.亚硝酸法

伯胺

仲胺

叔胺

[用途]主要用于三类胺的区别

2.

苯磺酰氯法—Hinsberg试验

伯胺澄清溶液白色沉淀

仲胺白色沉淀沉淀不溶

叔胺油状成均相

[用途]主要用于三类胺之间的区别.

3.伯胺的特殊鉴定

RNH2

（1）CHCl3RNC

ArNH2

（2）KOH,C2H5OH，加热ArNC

4.CuSO4试验

[概述]胺类通常由于与二价铜发生络合作用而产生深兰色至兰绿色溶液。

xRNH2+CuSO4Cu（NH2R）X2++SO42-

[习题8]用化学方法区别

第十七节杂环化合物

吡咯、呋喃及其衍生物的鉴定——松木片法

呋喃呈绿色

吡咯呈红色

噻吩及其衍生物的鉴定——靛红法

噻吩呈兰色

第十八节糖

1.

成脎法

[概述]凡具有或结构的糖在水浴中加热时都能与过量的苯肼作用生成黄色结晶——脎，根据成脎快慢及在显微镜下观察脎的晶形，便可鉴定所试的糖。

[反应式]

2.HIO4-AgNO3法（见醇）

3.还原糖的鉴定

[概述]有半缩醛羟基的糖称还原糖，还原糖能与弱氧化剂如Tollen试剂、Fehling试剂、Benedict试剂等成正性反应。

（1）Tollen试剂法还原糖银镜↓

（2）Fehling试剂法还原糖砖红色↓

加热

（3）Benedict试剂法还原糖砖红色↓

加热

[附注]象纤维素、淀粉等多糖，虽然分子中也有半缩醛羟基，但由于分子很大，半缩醛羟基占的比例太小，因而不显示出其还原性。

4.酮糖与醛糖的区别

（1）间苯二酚法

间苯二酚溶液的配制：

取0.01克间苯二酚溶于10ml浓HCl和10ml水中混匀即成。

酮糖与间苯二酚溶液反应生成鲜红色沉淀，而醛糖则无此现象。

[附注]在沸水浴中加热的时间不得超过20分钟，因为加热过久，葡萄糖、麦芽糖、蔗糖等在酸性介质中水解生成葡萄糖或果糖和葡萄糖。

葡萄糖的浓度高时，在酸性介质中也部分转化为果糖，从而呈正性反应。

（2）溴水法

醛糖能被溴水温和地氧化成糖酸而使溴水褪色，而酮糖却不能被溴水氧化。

5.糖类物质与非糖类物质的区别——Molich试验

Molich试剂的配制：

15%α-萘酚的95%乙醇溶液。

糖类物质（单糖、双糖）与Molich试剂均显色，而非糖类物质却呈阴性反应。

糖溶液浑浊（试管倾斜45°）紫色环出现

6.淀粉鉴定——碘液法

淀粉溶液兰色无色兰色

[习题9]用化学方法区别下列各组化合物

（1）葡萄糖、果糖、蔗糖

（2）甲基葡萄糖苷、2-甲基葡萄糖、3-甲基葡萄糖

（3）麦芽糖、蔗糖、淀粉

第十九节氨基酸、蛋白质

1.茚三酮试验

[概述]任何含有游离氨基的物质均能与茚三酮显色，正性试验的颜色为兰—紫色，别的颜色（黄、橙、红）均属负性试验。

[反应式]

此试验是应用氨基酸分析仪定性和定量检出氨基酸的化学基础。

[附注]脯氨酸、羟基脯氨酸以及邻、间和对氨基苯甲酸都不显兰色，而产生黄色。

铵盐给出正性试验，而某些胺（苯胺）给出橙至红色，后者列为负性试验。

2．Millon反应

Millon试剂的配制：

含有微量亚硝酸的HgNO3。

含有酚羟基的氨基酸（酪氨酸）、蛋白质（酪氨酸基团）与Millon试剂作用，生成砖红色沉淀。

3．黄色蛋白反应

试剂：

沸腾的浓HNO3

凡含有苯环的氨基酸（酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸）、蛋白质加浓硝酸煮沸有黄色沉淀或呈黄色溶液。

4．二缩脲反应

试剂：

20%NaOH、稀CuSO4

凡结构中含有二个或二个以上结构的多肽、蛋白质，加入20%NaOH水溶液，然后加稀CuSO4水溶液，煮沸，有紫红色沉淀生成。

5．HNO2试验——VanSlyke氨基测定法

含有游离氨基的α-氨基酸和伯胺、酰胺都能与亚硝酸反应放出氮气。

该反应定量完成，放出的氮气一半来自氨基，一半来自亚硝酸，故可根据放出氮气的体积计算出氨基酸中游离氨基的含量。

[反应式]

[附注]由于氨基酸分析仪可对一般的氨基酸方便地进行快速的定性和定量的检测，所以，以上的试验只是偶尔用来鉴定特殊的氨基酸，以及氨基酸与其它物质区别时才用到。

[习题]用化学方法区别

（1）天冬氨酸和丙二酸

（2）丝氨酸和苏氨酸