شناسایی مخلوط مجهول

sepration and identification of complex organic componds

How To Identify an Unknown Organic Compound

  ... HOW TO IDENTIFY AN UNKNOWN ORGANIC COMPOUND Firstly, you will need identify the functional group of the compound present. The standard state of the sample will narrow down the choice of what type of compound it is. In this case, as it is in a liquid state, it must be one of: an alcohol, ester, ketone, aldehyde, carboxylic acid or phenol. An alcohol can be determined by use of Lucas reagent. An ester by use of Bradys reagent. A ketone or aldehyde by use of 2,4-dinitrophelyhydrazine. If a positive result (orange precipitate), the compund can be oxidised by use of a suitable oxidising reagent such as acidified dichromate ion (VI) if it is a ketone, it will not be oxidised if it is an aldehyde (orange to green indicates oxidation has taken place). A carboxylic acid will react with 10% sodium carbonate vigorously by effervescence. Phenol will form a white precipitate

  http://jan.ucc.nau.edu/~jkn/235L3-Separations.htm

 http://www.123helpme.com/view.asp?id=148399

 

STRATEGIES FOR IDENTIFYING AN UNKNOWN ORGANIC COMPOUND

1- Gather the following information: boiling point (if a liquid unknown), melting point (if a solid unknown), IR spectrum, mass spectrum, PMR spectrum, decoupled CMR spectrum (optional).

2- When analyzing the IR spectrum, remember that the absence of a band is just as informative as the presence of a band. For example, if OH band is absent, you can eliminate the possibility of an alcohol or carboxylic acid functional group.

3- For a given functional group, more than one band is used to identify that functional group, and they all have to be present. For example, to identify an alcohol, both the OH and the C-O bands must be present.

4- Using the mass spectrum, identify the presence or absence of Cl or Br in the compound, based on isotopic abundances of these halogens. Try to use the molecular ion peaks, not the base peak, to look for a 3:1 abundance of the M:M+2 peaks (Cl present) or 1:1 abundance of the M:M+2 peaks (Br present). The molecular ion peak is the signal of highest mass which is also of appreciable abundance, and gives the molecular weight of the compound. While some mass spectra will not show a molecular ion peak, the majority of the spectra will have this peak and it is reasonably obvious. Alcohols and aldehydes often will have a M-1 peak or an M-18 peak instead of a molecular ion peak. Also, if the molecular weight is an odd number (not even), then nitrogen is probably found in the compound.

 

5- Using the boiling point or melting point and the functional group of highest priority, set up a list of possible compounds from the CRC Handbook of Tables for Organic Compound Identification, or your organic lab text. Consider compounds in the range of ±10 of the measured boiling point or melting point.

6- Start narrowing down this list based on molecular weight and presence or absence of other functional groups.

7- Use the NMR and CMR to eliminate any further possibilities. Remember that the decoupled CMR will tell you how many carbon environments are present in the compound.

تفكیك مخلوط تر كیبات آلی:

در شناسایی تركیبات آلی شیمیدان كمتر به یك جسم خالص برخورد می كند بلكه اكثرا جسم با محصولات فرعی و مواد اولیه مخلوط است.گرچه با وجود روش های جدید تفكیك بخصوص روشهای كروماتوگرافی جدا كردن تركیب خالص از گذشته آسانتر است با این حال نباید اهمیت روشهای كلاسیك را نادیده گرفت.

اساس كلی روشهای كه اغلب برای جدا كردن مخلوط های آلی به كارمی رود استفاده از قطبیتی است كه در اجزای یك مخلوط وجود دارد یا در آن ایجاد می شود.این اختلاف تقریبا در تمام روشهای تفكیك از جمله تقطیر –تبلور مجدد-استخراج و كروماتوگرافی به كار می آید.بزرگترین قطبیتی كه تفكیك را ساده تر می كند اختلافی است كه در قطیبت نمكها و مواد آلی غیر قطبی وجود دارد.هر گاه یك یا چند جزاز یك مخلوط قابل تفكیك به نمكهای مربوط باشند به سهولت می توان آن اجزا را به كمك استخراج یا تقطیر به طور كامل از اجزای غیر قطبی جدا كرد.

 

تجزیه كیفی آلی به روش كلاسیك:

این تجزیه شامل 6 مرحله ی اساسی است كه در زیر آرده شده است:

1)آزمایش مقدماتی خواص فیزیكی و شیمیایی

2)اندازه گیری ثابت های فیزیكی

3)تجزیه عنصری

4)آزمایشهای مربوط به حلالیت

5)آزمایشهای مربوط به گروه بندی(فعالیت عوامل مختلف غیر از واكنشهای اسیدو باز)

6)تهیه مشتق ها

http://www.daneshema.com/module-pagesetter-viewpub-tid-1-pid-244.html

 

MSDS برخی مواد مورد استفاده در آزمایشها

MSDS برای پیریدین

http://fscimage.fishersci.com/msds/19990.htm

http://www.mathesongas.com/pdfs/msds/MAT19990.pdf

MSDS برای نین هیدرین

http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9926232

http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/151173?lang=en®ion=IR

MSDS برای برم

http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927659

http://avogadro.chem.iastate.edu/MSDS/Br2.htm

 

چند کتاب مفید مربوط به آزمایشگاه جداسازی و آزمایشگاه شیمی آلی

کتاب اول درباره شیمی آلی کاربردی است که می تواند مورد استفاده دانشجویان در آزمایشگاه شیمی آلی و جداسازی و شناسایی مواد آلی قرار گیرد

 

دانلود کتاب PRACTICAL ORGANIC CHEMISTRY

 

کتاب دومی که در این پست می توانید دانلود کنید یک کتاب مفید از انتشارات Willey درباره آزمایشگاه شیمی آلی و جداسازی است

دانلود کتاب The Organic Chem Lab Survival Manual

 

 آخرین کتاب این پست که می توانید دانلود کنید در آن واکنش های شیمی آلی به تربیت نام با یک توضیح مختصر آمده است

دانلود کتاب Organic name reactions - Merck

ویدیوهای TLC

TLC

در این پست دو ویدیو درباره نحوه انجام تست TLC یا کروماتوگرافی لایه نازک قرار داده شده

 

ویدیو شماره 1

ویدیو شماره 2

کروماتوگرافی لایه نازک TLC

کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)

 

کروماتوگرافی لایه نازک نوعی کروماتوگرافی جذبی جامد – مایع است و اصول آن مانند کروماتوگرافی ستونی است. ولی در این مورد جسم جاذب جامد را به صورت یک لایه نازک در روی یک قطعه شیشه یا پلاستیک محکم پخش میکنند. یک قطره از محلول نمونه یا مجهول را در نزدیکی لبه صفحه میگذارند و صفحه را همراه مقدار کافی از حلال استخراج کننده در ظرفی قرار میدهند. مقدار حلال باید آنقدر باشد که فقط به سطح زیر لکه برسد (شکل الف). حلال به طرف بالای صفحه میرود و اجزاء مخلوط را با سرعتهای متفاوت با خود میبرد. در نتیجه ممکن است تعدادی لکه روی صفحه ظاهر شود. این لکه ها روی یک خط عمود بر سطح حلال ظرف قرار میگیرند (شکل ب).

 

 

این روش کروماتوگرافی بسیار آسان است و به سرعت هم انجام میشود. این روش برای تفکیک اجزاء یک مخلوط بسیار مفید است و همچنینی میتوان از آن برای تعیین بهترین حلال استخراج کننده جهت کروماتوگرافی ستونی استفاده کرد.

در TLC میتوان از همان مواد جامد که در کروماتوگرافی  ستونی استفاده میشود استفاده کرد و در این میان سیلیکا و آلومینا بیشتر به کار میرود. معمولا جسم جاذب را با مقدار کمی از ماده نگهدارنده مانند گچ شکسته بندی، کلسیم سولفات و یا نشاسته مخلوط میکنند تا جسم جاذب چسبندگی لازم را پیدا کند و به صفحه بچسبد. صفحه ها را میتوان قبل از مصرف تهیه کرد و یا از ورقه های پلاستیکی آماده که در بازار موجود است استفاده نمود.

یکی از مزایای مشخص TLC آن است که احتیاج به مقدار بسیار کمی از نمونه دارد. در بعضی موار میتوان تا مقدار ^9-10 گرم را تشخیص داد. اما ممکن است اندازه نمونه تا 500 میکرو گرم برسد. در نمونه های زیاد میتوان از تجربه های تهیه ای استفاده کرد. در این تجربه ها لکه های مختلف را میتراشند و با یک حلال مناسب میشویند (استخراج میکنند). و برای شناسایی (از طریق طیف سنجی) به کار میبرند.

تشخیص لکه های رنگین در روی کروماتوگرام آسان است و برای تعیین محل لکه های اجسام بیرنگ روشهای متعددی وجود دارد. برای مثال میتوان با تابش نور ماوراء بنفش به صفحه محل لکه، ترکیبهایی را که خاصیت فلوئورسانس دارند مشخص کرد. به روش دیگر میتوان جسم جاذب را با ماده فلوئورسانس دار بی اثر دیگری مخلوط کرد. هنگامی که نور ماوراء بنفش به این صفحه بتابد، لکه اجسامی که نور ماورای بنفش را جذب می کنند ولی خاصیت فلوئورسانس ندارند در زمینه فلورسانس دار صفحه به صورت تیره رنگ ظاهر میشوند. در بسیاری موارد دیگر، از معرفهای آشکارساز دیگری استفاده میکنند. این معرفها را میتوان بر روی کروماتوگرام پاشید و لکه ها را ظاهر کرد. سولفوریک اسید، که بسیاری از ترکیبات آلی را به ذغال تبدیل میکند و محلول پتاسیم پرمنگنات نمونه هایی از معرفهای آشکار ساز هستند که به این روش مصرف میشوند. ید نیز معرف آشکار ساز دیگری است که مصرف میشود. در این مورد صفحه را دز ظرفی میگذارند که محیط آن از بخار ید اشباع باشد. بسیاری از ترکیبات آلی ید را جذب میکنند و لکه آنها روی کروماتوگرام رنگین (معمولا قهوه ای) میشود.

در شرایط معین سرعت حرکت ترکیب نسبت به سرعت پیشرفت حلال (R_f) خاصیت مشخصی از ترکیب است. برای تعیین این مقدار مسافتی را که جسم از خط شروع تا وسط لکه را طی کرده است اندازه میگیرند و آنرا به مسافتی که حلال پیموده تقسیم میکنند. این مسافت را با خط شروع یکسانی میسنجند.

 

 

بخش عملی

تفکیک مواد رنگی برگ سبز

چند میلی لیتر از مخلوط 2 به یک اتر نفت و اتانول را همراه با چند برگ سبز در هاونی بگذارید و برگها را با دسته هاون له کنید. مایع بدست آمده را به یک قیف جدا کننده منتقل کنید و همان حجم آب مقطر به آن اضافه کنید و تکان دهید. فاز آبی پایینی را دور بریزید. این شستشو را دو بار انجام دهید و هر بار فاز آبی را دور بریزید. و آب تازه اضافه کنید.لایه آلی (بالایی) را به ارلن کوچکی منتقل کنید و به آن 2 گرم سدیم سولفات بدون آب اضافه کنید (برای آب گیری).

یک نوار 10 سانتی از ورقه کروماتوگرام سیلیکاژل تهیه کنید و یک لکه 1 الی 2 میلی متری از محلول ماده رنگی را طوری بر روی صفحه قرار دهید که حدود 1 و نیم سانتی متر از انتهای آن فاصله داشته باشد (برای گذاشتن لکه از لوله مویین تمیز استفاده کنید). صبر کنید تا لکه خشک شود. برای جداسازی از حلال بنزن – استون با نسبت 7 – 3 (حجمی) مطابق توضیحات بالا استفاده کنید.

ممکن است تا هشت لکه رنگین مشاهده شود. این لکه ها به ترتیب کاهش مقدار Rf عبارتند از کاروتنها (دو لکه نارنجی)، کلروفیل a (آبی – سبز)، کلروفیل b (سبز) و زانتوفیلها (چهار لکه زرد).

كروماتوگرافي ستوني

در كروماتوگرافي ستوني جسم بين فازهاي مايع و جامد پخش ميشود. فاز ساكن جسم جامدي است و اين جسم اجزاي مايعي را كه از آن ميگذرد به طور انتخابي در سطح خود جذب ميكند و آنها را جدا ميكند. اثرهايي كه باعث جذب سطحي ميشوند همان اثرهايي هستند كه موجب جذب در مولكولها ميشوند. اين اثرها عبارتند از: جاذبه الكترواستاتيكي، ايجاد كمپلكس، پيوند هيدروژني، نيروي واندروالس و غيره.

براي جدا كردن يك مخلوط با كروماتوگرافي ستوني، ستون را با جسم جامد فعالي (فاز ساكن) مانند آلومينا يا سيليكاژل پر ميكنند و كمي از نمونه مايع را روي آن ميگذارند. نمونه ابتدا در بالاي ستون جذب ميشود. سپس حلال استخراج كننده اي را در داخل ستون جريان ميدهند. اين فاز مايع متحرك، اجزاي مخلوط را با خود ميبرد. ولي به علت نيروي جاذبه انتخابي فاز جامد، اجزاي مربوط ميتوانند با سرعتهاي مختلفي به طرف پايين ستون حركت كنند. تركيبي كه با نيروي كمتري جذب فاز ساكن شود سريعتر خارج ميشود زيرا كه درصد مولكولي آن در فاز متحرك از تركيبي كه با نيروي زيادتري جذب فاز ساكن ميشود بيشتر است.

اجزاي تفكيك شده را ميتوان مجددا به دو روش به دست آورد:

1) مواد جامد ستون را ميتوان خارج كرد و قسمتي از آنرا كه حاوي باند مورد نظر است بريد و با حلال مناسب استخراج كرد.

2) چون باندها با زمانهاي مختلفي خارج ميشوند ميتوان آنقدر حلال را از ستون عبور داد تا باندها از انتهاي آن خارج شوند و در ظرف جداگانه اي بريزند.

معمولا روش دوم كاربرد بيشتري دارد.

در مورد اجسام رنگين ميتوان باندهايي را كه به طرف پايين ستون مي آيند مستقيما مشاهده كرد.

 

 

 اما در مورد اجسام بيرنگ نميتوان تغييرات را مستقيما مشاهده كرد. با اين حال بسياري از اجسام در هنگام تابش نور ماوراي بنفش فلوئورسانس پيدا ميكنند و در چنين مواردي از اين خاصيت جهت مشاهده باندها استفاده ميشود. معمولا براي پي بردن به جريان عمل كروماتوگرافي ستوني حجمهاي كوچك و ثابتي (مثلا 25 ميلي ليتر) از محلول استخراج شده را جمع آوري ميكنند. سپس حلال آنها را تبخير ميكنند تا ببينند جسمي در آنها وجود دارد يا خير. گرچه ممكن است يك جسم در چند ظرف پخش شود، ولي اگر حجم هر جزء نسبتا كم گرفته شود (مثلا كمتر از 10% حجم ستون) معمولا باندهاي مختلف در ظروف مختلف جمع آوري ميشوند. روش ديگري كه براي پي بردن به وضع تفكيك مناسب است آن است كه محلول استخراج شده در فاصله زماني مختلف با كروماتوگرافي لايه نازك مورد بررسي قرار گيرد.

تعدادي از جاذبهاي جامدي كه عموما مصرف ميشوند عبارتند از: آلومينا، سيليكاژل، فلورسين، زغال چوب، منيزيم اكسيد، كلسيم كربنات، نشاسته و شكر. معمولا شيميدانهاي آلي از آلومينا، سيليكاژل و فلورسين بيشتر استفاده ميكنند.

آلومينا (Al₂O₃) تركيب قطبي بسيار فعالي است كه قدرت جذب زيادي دارد و به سه صورت موجود است: خنثي، شسته شده با اسيد و شسته شده با باز. آلوميناي بازي براي تركيبهاي اسيدي و آلوميناي اسيدي براي تركيبهاي بازي قدرت تفكيك خوبي نشان ميدهد. در تركيبهايي كه به شرايط اسيدي و بازي حساسيت دارند و واكنش شيميايي دارند بايد از آلوميناي خنثي استفاده كرد. آلومينا با قطبيت زيادي كه دارد تركيبهاي قطبي را به شدت جذب ميكند و در نتيجه ممكن است استخراج آنها از ستون را مشكل كند. فعاليت (قدرت جذب) آلومينا را ميتوان با افزايش كمي آب كاهش داد، درجه فعاليت آلومينا با درصد وزني آب موجود مشخص ميشود. سيليكاژل و فلورسين هم قطبي هستند ولي قطبيت آنها از آلومينا كمتر است.

براي اينكه جاذبهاي جامد نيروي موثر تري داشته باشند، بايد اندازه ذرات آنها يكنواخت و سطح مخصوص آنها زياد باشد. چنين سطحي باعث تسريع تعادل جسم در دو فاز ميشود. اين حالت در ايجاد باندهاي باريك اهميت دارد.

در تعيين شرايط يك تجربه كروماتوگرافي بايد به ماهيت فاز مايع (حلال) مصرفي توجه كرد. حلال نيز ميتواند در جسم جامد جذب شود و به اين وسيله براي جذب مواضع جذبي كه در سطح جامد وجود دارند، با جسم حل شده رقابت كند. چنانچه حلال قطبي تر باشد و شديدتر از اجزاي مخلوط جذب شود، تقريبا تمام اجزاء در فاز مايع متحرك باقي ميمانند و تفكيكي كه در ضمن تجربه صورت ميگيرد ناچيز خواهد بود. در نتيجه براي اين كه تفكيك خوب انجام شود بايد قطبيت حلال استخراجي به طور قابل ملاحظه اي كمتر از اجزاي مخلوط باشد. به علاوه بايد اجزاي مخلوط در حلال حل شوند، زيرا در غير اين صورت اجزا به طور دايم در فاز ساكن ستون جذب ميشوند و در آن باقي ميمانند. قدرت استخراجي حلالهاي مختلف (يعني توانايي آنها در انتقال يك جسم معين به پايين ستون) بترتيب زير از بالا به پايين زياد ميشود:

هگزان

كربن تترا كلريد

تولوئن

بنزن

دي كلرومتان

كلروفرم

اتيل اتر

اتيل استات

استون

پروپانول

اتانول

متانول

آب

در يك كروماتوگرافي ستوني ساده نمونه را در بالاي ستون ميگذارند و در طول تفكيك از حلال واحدي استفاده ميكنند. بهترين حلال انتخابي، حلالي است كه بيشترين فاصله را در باندها ايجاد كند. چون احتمالا بهترين حلال در اثر تجربه بدست مي آيد، گاهي راحتتر است كه در انتخاب حلال براي كروماتوگرافي ستوني از روش كروماتوگرافي لايه نازك استفاده شود. تعداد زيادي از تجربه هاي كروماتوگرافي لايه نازك را ميتوان با استفاده از حلالهاي مختلف، در زمان نسبتا كوتاهي انجام داد. معمولا بهترين حلال يا مخلوط حلالي كه به اين روش به دست مي آيد براي كروماتوگرافي ستوني مناسب است.

معمولا از روشي كه به استخراج تدريجي (يا جزء به جزء) معروف است استفاده ميشود. در اين روش براي ظهور كروماتوگرام از يك سري حلالهايي استفاده ميكنند كه قطبيت آنها مرتبا رو به افزايش ميرود. در شروع با يك حلال غير قطبي (معمولا هگزان) ممكن است يك باند به طرف پايين ستون حركت كند و از آن خارج شود و در اين حال باندهاي ديگر در نزديكي ابتداي ستون باقي بمانند. سپس حلالي كه قطبيت آن اندكي بيشتر است به كار ميبرند. در حالت ايده آل بايد يك باند ديگر خارج شود و در اين حال بقيه باندها در عقب آن باقي بمانند. چنانچه قطبيت حلال يكباره زياد بالا رود، ممكن است تمام باندهايي كه باقي مانده اند يكباره از ستون خارج شوند. بنابر اين بايد در هر مرحله قطبيت حلال به مقدار كم و با قاعده معيني افزايش يابد. بهترين راه انجام اين كار آن است كه از حلالهاي مخلوط استفاده شود و تعويض كامل حلال چندان مناسب نسيت.

طريقه پر كردن ستون بسيار اهميت دارد زيرا ستوني كه خوب پر نشود اجزاء را هم خوب تفكيك نميكند. جسم پرشده بايد همگن باشد و در آن هواي محبوس يا حباب بخار وجود نداشته باشد.

آماده سازي ستون كروماتوگرافي

يك بورت 50 ميلي ليتري را در حالت عمودي به گيره اي ببنديد. شير بورت بايد بسته و چرب نشده باشد. بورت را با اتر نفت (60-30 درجه ) تا نزديكي درجه 40 ميلي ليتري آن پر كنيد و به كمك يك لوله شيشه اي طويل كمي پشم شيشه را به انتهاي بورت فرو بريد. درون بروت به حدي شن بريزيد تا ارتفاع 1 سانتي متري بالاي پشم شيشه را بپوشاند. پس از خروج كامل حبابهاي درون شن، در حالي كه به آرامي به ديواره بورت ضربه ميزنيد 15 گرم آلومينا را به داخل لوله بريزيد. هنگام پايين رفتن آلومينا ستون را تكان دهيد. اين اعمال به پر شدن يكنواخت ستون كمك ميكنند. جدار داخلي بورت را كه آلومينا به آن چسبيده با اتر نفت اضافي بشوييد. براي محافظت از آلوميناي پر شده يك لايه 1 سانتي متري شن در بالاي ستون قرار دهيد. شير بورت را باز كنيد و بگذاريد تا حلال خارج شود و درست به بالاي لايه شن بالايي برسد. حال ستون براي قرار دادن نمونه مخلوط مورد تفكيك آماده است.

کروماتوگرافی

کروماتوگرافی بر اصول کل پخش فاز  بنیان نهاده شده است. به طور خلاصه، در این روش جریان یک فاز از کنار (یا از داخل) فاز ساکنی میگذرد و در این حال فاز ساکن اجزای آنرا به طور انتخابی خارج میکند. این خروج یک عمل تعادلی است و مولکولهای اجزاء دوباره داخل فاز متحرک میشوند. هنگامی که ثابت پخش دو یا چند جزء در این دو فاز با هم متفاوت باشند، اجزای مربوط در فاز متحرک میشوند. هنگامی که ثابت پخش دو یا چند جزء در این دو فاز با هم متفاوت باشند، اجزای مربوط در فاز متحرک از هم تفکیک میشوند. به طور ساده میتوان گفت که هر چه فاز ساکن یک جزء را محمتر نگه دارد، در صد مولکولهای جزئی که بی حرکت نگه داشته شده بیشتر میشود. جزء دیگری که با شدت کمتر نگه داشته میشود نسبت به جزء اول در فاز متحرک درصد مولکولی بیشتری خواهد داشت. بنابراین به طور متوسط مولکولهای جزئی که با شدت کمتر نگه داشته میشوند، نسبت به مولکولهای دیگر با سرعت بیشتری از روی فاز ساکن میگذرند (در جهت جریان) و در نتیجه اجزای مربوط به قسمتهای مختلف فاز ساکن (باندها) منتقل میشوند.

فاصله باندها به طور خطی به مسافتی که در ستون طی میشود بستگی دارد. به طور کلی هر چه مسافت طی شده بیشتر باشد، فاصله باندها زیادتر خواهد شد. یادآور میشود که اجزای مخلوط باید ضرایب پخش متفاوتی داشته باشند تا بتوان آنها را به کمک پخش فاز تفکیک کرد. در صورتی که این ضرایب به هم نزدیک باشند، اجزای مربوط فقط به طور جزئی به باندهای جداگانه تفکیک میشوند. البته میتوان طول مسیر را زیاد کرد و به اجزاء فرصت داد تا بیشتر از هم جدا شوند.

کروماتوگرافی چهار نوع مهم دارد که بر اصول توصیف شده بالا متکی هستند. این انواع عبارتند از کروماتوگرافی گازی (کروماتوگرافی تفکیکی گاز مایع)، کروماتوگرافی ستونی، کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) و کروماتوگرافی کاغذی.

آزمایش شماره 6

شناسایی اسیدهای کربوکسیلیک، آمینها و آمینو اسیدها

 

آمینها و سایر ترکیبات حاوی نیتروژن از جمله فراوانترین مولکولهای آلی هستند.

 همه آمینها خصلت بازی دارند (آمینهای نوع اول و دوم می‌توانند به عنوان اسید هم عمل کنند) ،

 پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهند، و در واکنشهای جانشینی به عنوان هسته دوست عمل کنند.

 پس در بسیاری از جنبه‌ها شیمی آمینها با شیمی الکلها و اترها شباهت دارد. 

 ولی تفاوتهایی هم در فعالیت دارند، زیرا الکترونگاتیوتیه نیتروژن کمتر از اکسیژن است.

بسیاری از ترکیبات فعال بیولوژیکی حاوی نیتروژن هستند.

بسیاری از آمینهای ساده به عنوان دارو مصرف می‌شوند.

علاوه بر کاربرد آمینها در داروسازی و تفکیک انانیتومرها ، آمینها موارد استفاده گوناگونی در صنعت دارند.

 هگزا متیلن دی آمین (HMDA) یک آمین ، با اهمیت تجاری است. که ماده اولیه تهیه صنعتی نایلون است.

  این ماده با هگزان دی اوییک (آدپیک) اسید ، کوپلیمر می‌شود و نایلون 6 ، 6 ایجاد می‌گردد. از این نایلون جوراب ، جامه‌های کشباف و میلیونها تن الیاف نساجی ساخته می‌شود.

 آمین دارای فرمول کلی RNH₂ -  R₂NH  یا R₃N است که در آن R یک گروه آلکیل یا آریل می باشد

  بر حسب شمار گروههای متصل به نیتروژن ، آمینها به سه دسته نوع اول ، نوع دوم و نوع سوم تقسیم می شوند .

 آمینهای مختلف از نظر خواص بنیادی شان ( قدرت بازی و هسته دوستی همراه آن ) شباهت زیادی به هم دارند .

اما در بسیاری از واکنشهایشان ، فراورده های نهایی به تعداد اتمهای هیدروژن متصل به اتم نیتروژن بستگی دارد .

 تستهای شناسایی آمینها :

 1 ) pH محلول آبی و آزمون حلالیت :

چنانچه ترکیبی در آب محلول باشد ، با حل کردن مقداری از آن در آب ، محلول آبی آن را تهیه کرده و با کاغذ لیتموس pH آن را بررسی نمایید . چنانچه ترکیب آمین باشد ، قلیایی است و pH محلول بالاست . اگر در آب حل نشود ، آن را در محلول اتانول  - آب و یا دی اکسان – آب حل کرده و آزمون بالا را انجام دهید . آمینهای آلیفاتیک نوع اول ، دوم ، سوم و آمینهای آروماتیک نوع اول در محلول هیدروکلریک اسید 5 درصد محلول هستند . ترکیبی که در آب نامحلول بوده ولی در محلول هیدروکلریک اسید 5 درصد حل شود ، یک آمین است .

2 )  تست هینزبرگ ( Hinsberg Test ) :

به کمک این آزمون می توان آمین های نوع اول ، دوم و سوم را از هم تشخیص داد . این آزمون بر این اساس استوار است که آمینهای نوع اول و دوم با آرن سولفونیل هالیدها ترکیب شده ، تولید سولفون آمیدهای N – استخلافی می کنند . محصول این واکنشها ؛ سولفون آمید یک استخلافی ( از آمین نوع اول ) و سولفون آمید دو استخلافی ( از آمین نوع دوم ) می باشد . سولفون آمید یک استخلافی در محلول بازی انحلال پذیری دارد ، اما سولفون آمید دو استخلافی در محلول بازی حل نمی شود ، زیرا هیدروژن اسیدی ندارد . بنابراین در واکنش با باز نمی تواند نمک ( محلول ) تشکیل دهد . و آمینهای نوع سوم فاقد هیدروژنهای آمینو هستند ، بنابراین در این شرایط واکنش پذیری ندارند . این واکنشها در شکل زیر نشان داده شده اند .

 

واکنشهای تست هینزبرگ :

 

 

 نکته : سولفون آمید برخی از آمینهای نوع اول ، نمک سدیم نامحلول دارند . که این امر ممکن است ناشی از مصرف اشتباه آمین نوع دوم به جای نوع اول باشد .

 روش کار تست هینزبرگ: 

۱/۰ میلی لیتر از آمین مایع ( حدود 3 قطره ) یا 1/0 گرم آمین جامد و 2/0 میلی لیتر بنزن سولفونیل کلرید ( 4 الی 5 قطره ) و 5 میلی لیتر محلول سدیم هیدروکسید 10 درصد را در یک لوله آزمایش کوچک ریخته ، درب لوله را بسته و آن را به مدت 3 الی 5 دقیقه تکان دهید . سپس درب لوله را برداشته و در حالی که آن را تکان می دهید ، به مدت یک دقیقه بوسیله حمام بخار حرارت دهید . بعد لوله را سرد کرده و با کاغذ لیتموس آن را امتحان کنید . چنانچه محیط قلیایی نباشد ، محلول NaOH بیشتری بریزید ، تا بازی شود . می توانید به کمک 1 الی 2 میلی لیتر آب مقطر آن را رقیق کنید . اگر رسوب یا لایه روغنی ایجاد شود ، ممکن است سولفون آمید دو استخلافی تشکیل شده باشد ، و آمین مورد نظر یک آمین نوع دوم است . لایه روغنی یا رسوب را با سرریز کردن جدا کرده و حلالیت آن را در HCl غلیظ بررسی نمائید . ( سولفون آمید دو استخلافی در HCl غلیظ حل نمی شود . ) اگر پس از رقیق کردن رسوب یا لایه روغنی باقی نماند ، با دقت به محلول ، HCl غلیظ اضافه کرده و با کاغذ pH آن را از نظر اسیدی بودن بررسی کنید . اگر رسوب تشکیل شود ، دلیل بر وجود سولفون آمید تک استخلافی است . یعنی مجهول آمین نوع اول است . اگر موارد ذکر شده مشاهده نشود ، یعنی واکنشی انجام نشود ، دلیل بر وجود یک آمین نوع سوم است .

 3 ) آزمون نیتروس اسید یا نیترو اسید : 

آزمون نیتروس اسید ( نیترو اسید ) برای شناسایی آمینهای مختلف از هم مورد استفاده قرار می گیرد . این واکنشها به تفکیک نوع آمین در قالب واکنشهای زیر نشان داده شده است .

واکنش آمینهای آروماتیک نوع اول :

 

 واکنش آمینهای نوع دوم ( اعم از آلیفاتیک و آروماتیک ) :

 واکنش آمینهای آلیفاتیک نوع سوم :

 

واکنش آمینهای آروماتیک نوع سوم :

 

 روش کار تست نیترو اسید  : 

حدود 50 میلی گرم از آمین جامد یا 3 قطره از آمین مایع را در 2 میلی لیتر هیدروکلریک اسید 3 نرمال ( می توان از HCl ده درصد نیز استفاده کرد . ) حل کرده و محلول را ، در حمام یخ به دمای 0 الی 5 درجه سلسیوس برسانید و حدود 5 قطره محلول آبی سرد NaNO₂ بیست درصد به آن اضافه کنید .

 نکات مربوط به آزمایش: 

الف ) خروج فوری گاز بیرنگ دلالت بر وجود آمین نوع اول آلیفاتیک دارد .

ب ) تشکیل مایع یا روغن نامحلول زرد تا نارنجی دلیل بر وجود یک آمین آروماتیک یا آمین آلیفاتیک نوع دوم است . ( زرد کمرنگ یا نارنجی کمرنگ دلیل بر حضور آمین نوع دوم نیست . )

ج ) چنانچه محلول زرد رنگ شود ، این حالت دلالت بر وجود آنیلین دو استخلافی دارد که در موقعیت پارا استخلاف ندارد . با خنثی کردن مخلوط با NaOH ده درصد رسوب سبز رنگ به دست می آید .

 د ) اگر گازی بیرنگ خارج نشود و محلول یا روغن زرد رنگ تشکیل نشود ، ممکن است یک آمین آروماتیک نوع اول وجود داشته باشد . در چنین مواردی چند قطره محلول سرد واکنش را به محلول سردی از 1/0 گرم β – نفتول در 4 میلی لیتر NaOH ده درصد اضافه کنید . تشکیل رنگ نارنجی تا قرمز دلیل بر وجود آمین آروماتیک نوع اول می باشد .

ه ) چنانچه هیچ یک از واکنشهای اشاره شده صورت نگیرد ، در این صورت احتمالاً با یک آمین آلیفاتیک یا آمین آروماتیک نوع سومی که در موقعیت پارا استخلاف دارد روبرو هستیم .

 4 ) آزمون سریع مس ( ll ) سولفات :

یکی از ساده ترین روشهایی که می توان از آن برای شناسایی آمین ها استفاده کرد ، استفاده از مس ( ll ) سولفات آبی است . مجاورت آمینها با این ماده باعث ایجاد واکنش شده و اغلب تولید کمپلکس های آبی رنگ تا سبز متمایل به آبی می کند . تولید کمپلکس و در نتیجه ایجاد رنگ دلیل بر مثبت بودن آزمون است . واکنش آمینها با مس ( ll ) سولفات را می توان به صورت زیر نوشت :

 5 ) تهیه مشتق جامد برای آمینها :

 سودمندترین مشتقات برای آمینهای نوع اول و دوم ، مشتق بنزآمید ، استامید و پاراتولوئن سولفون آمید است . متداولترین مشتق برای آمینهای نوع اول ، دوم و سوم مشتق پیکرات است . مفیدترین مشتق برای آمینهای نوع سوم مشتق متیودید است .

 الف ) روش تهیه مشتق بنزآمید :

 مقدار 5/0 گرم آمین را در 5 میلی لیتر پیریدین و 10 میلی لیتر بنزن حل کنید . قطره قطره ، 5/0 میلی لیتر بنزوییل کلرید به آن اضافه کرده و مخلوط را به مدت 30 دقیقه در دمای 60 الی 70 درجه سلسیوس در حمام آب ، گرم کنید . سپس محلول را در 100 میلی لیتر آب ریخته و لایه بنزنی و آبی را از هم جدا کنید . لایه آبی را یک بار با 10 میلی لیتر بنزن شستشو داده و لایه های بنزنی را با هم مخلوط کنید . سپس آن را ابتدا با آب و بعد با محلول سدیم کربنات 5 درصد بشویید و در مجاورت منیزیم سولفات ، خشک کنید . جسم خشک کننده را صاف کرده و بنزن را تقطیر کنید . پس از آنکه حجم به 3 الی 4 میلی لیتر رسید به مخلوط20 میلی لیتر هگزان اضافه کرده و جسم جامد تشکیل شده را صاف کنید .

 ب ) روش تهیه مشتق پیکرات : 

2/0 گرم مجهول را در 5 میلی لیتر اتانول حل کرده و 5 میلی لیتر محلول اشباع پیکریک اسید در اتانول به آن اضافه کنید . محلول را حرارت دهید ، تا به جوش آید و بگذارید در دمای اتاق سرد شود . رسوبات را با قیف بوخنر صاف کرده و با کمی اتانول سرد آن را بشویید

 

 شناسایی کربوکسیلیک اسید

 

 

 

 الف: نقره نیترات الکلی

 یک قطره از مجهول یا چنانچه جامد است 5 قطره از محلول اتانولی غلیظ آن را به 2 میلی لیتر از محلول نقره نیترات اتانولی 2 % اضافه کنید. اگر تا 5 دقیقه واکنشی انجام نشد. محلول را بوسیله حمام بخار حرارت دهید چنانچه رسوبی تشکیل شود، در اثر افزایش 2 قطره نیتریک اسید 5 %، رسوب کربوکسیلات نقره حل می شود.

 

 معادل خنثی شدن (N.E)کربوکسیلیک اسیدها را به دلیل خاصیت اسیدی می توان با یک قلیای استاندارد مورد سنجش قرار داد و معادل خنثی شدن آنرا محاسبه کرد. معادل خنثی شدن یا وزن معادل اسید در واقع وزن ملکولی اسید تقسیم بر تعداد عوامل اسید موجود در ملکول ، n، است و به عبارت دیگر چنانچه معادل خنثی شدن را در تعداد گروههای کربوکسیلیک اسید ضرب کنید وزن ملکولی اسید بدست می آید.

 ممکن است برای حل کامل اسید لازم باشد مخلوط را گرم کرد. اسید را با استفاده از شناساگر فنول فتالئین بوسیله محلول سدیم هیدروکسید با نرمالیته معلوم (N 1/0) تیتر نمایید. معادل خنثی شدن از معادله زیر بدست می آید.

 معادل خنثی سازی= ۱۰۰۰*وزن نمونه / حجم سود مصرفی *نرمالیته سود

 

 اگر اسید فقط یک گروه کربوکسیلی داشته باشد در اینصورت معادل خنثی شدن با وزن ملکولی اسید برابر است.

چنانچه از اتانول 95% به عنوان حلال استفاده شود، شناساگر فنول فتالئین نقطه پایان را دقیقا نشان نمی دهد و باید از شناساگر برموتیمول آبی استفاده شود. هم چنین بعضی اسیدها را می توان در مخلوطی از دو حلال نظیر اتانول و بنزن یا اتانول و تولوئن مورد سنجش حجمی قرار داد.معادل خنثی شدن برای کارهای معمولی با تقریب 1±% محاسبه می شود. اما چنانچه نمونه به دقت تخلیص و خشک شده باشد با استفاده از یک روش خوب خطا را می توان به 3/0±% کاهش داد. اگر مقدار معادل خنثی شدن بدست آمده با مقادیر تئوری مطابقت نداشته باشد، پس از خشک کردن کامل دوباره مورد سنجش حجمی قرار داد.

برای اسیدهای فرار آلیفاتیک استخلاف نشده سبک ملکول یک تا شش کربنه از آزمایش تعیین ثابت دوکلاکس استفاده می شود. هم چنین برای تعیین خصوصیات استرهایی که از چنین اسیدهایی مشتق شده اند ارزشمند است، می توان این اسیدها را از هیدرولیز چنین استرهایی نیز بدست آورد.

 ب: pH ترکیب شناسایی این ترکیبات عمدتاً از طریق خصوصیات انحلال پذیری آنها صورت می پذیرد. ویژگی هایی که در شناسایی کربوکسیلیک اسیدها مورد استفاده قرار می گیرد. چنانچه ترکیب در آب انحلال پذیر باشد، به آسانی می توان pH محلول آبی آنرا بوسیله کاغذ pH بررسی کرد. اگر ترکیب اسید باشد، pH محلول پائین است.

ترکیباتی که در آب نامحلول هستند باید در محلول اتانول و اب و یا متانول و آب حل شوند. ابتدا ترکیب را در الکل حل کنید و سپس به آن کم کم آب اضافه کنید تا کدر شود. با افزودن چند قطره الکل محلول زلال می شود و سپس pH آنرا امتحان کنید.

ج: سدیم بی کربنات

مقدار کمی از ترکیب را در محلول آبی سدیم بی کربنات 10 % حل کنید. محلول را به دقت بررسی کنید. اگر ترکیب اسید باشد، تشکیل حبابهای کربن دی اکسید مشاهده می شود.

2/0 گرم اسید را به دقت وزن نموده در یک ارلن مایر 125 میلی لیتر در 50 میلی لیتر آب یا محلول اتانول حل نمایید .

 شناسایی آمینواسیدها:

 

تست نین هیدرین

 پرولین + نین هیدرین← زرد

 روش کار:

 1-2 سی سی محلول اسید آمینه + چند قطره محلول نین هیدرین ← 5 ذقیقه در بن ماری جوش

 با آب مقطر نیز Blank می گذاریم.

 همه آمینواسیدها جواب مثبت می دهند ← ارغوانی

 پرولین ← زرد

 آب مقطر ← بی رنگ

 این مسأله که اسیدآمینه های بالا در زمان های مختلف با نین هیدرین تشکیل رنگ می دهند، ارتباط مستقیم با ساختار اسیدآمینه دارد. در این فرایند امینواسیدها دو مولکول نین هیدرین را از طریق اتم نیتروژن به هم کوپل می کنند و خود آمینواسید به صورت یک آلدهید جدا می شود. برای این که آمینواسید بتواند به نین هیدرین اضافه شود، این کار را از طریق جفت الکترون آزاد نیتروژن آمین خود انجام می دهد. در مرحله بعد حذف یک مولکول CO₂ اتفاق می افتد و گروه R از طریق نیتروژن به نین هیدرین متصل می شود. به نظر می رسد که در این مرحله و نیز مرحله جداشدن آلدهید است که تفاوت اسیدهای آمینه در زمان رنگ دهی مشخص می شود. تمایل متفاوت گروه های هیدروکربنی موجود در اسیدآمینه های مختلف، سرعت حذف مولکول دی اکسید کربن را تحت تأثیر قرار می دهد. به فرایندهای زیر توجه کنید:

 بنابراین برخی گروه های کربنی که در ساختار آمینواسید وجود دارد، می تواند این مسأله را تحت تأثیر قرار دهد. گلیسین که آمینواسید کوچکی است، به دلیل ساختار پایدار و نیز نداشتن R به بهترین وجه دی اکسید کربن را از دست می دهد. نبود ممانعت های فضایی محدود کننده گلیسین را به آمینواسیدی تبدیل کرده که تست نین هیدرین را به خوبی انجام می دهد. حضور حلقه بنزنی در ساختار تریپتوفان و فنیل آلانین و تأثیرات رزونانسی این حلقه در پایداری گروه ترک شونده به صورت آلدهید نیز باعث می شود که این دو نیز تست نین هیدرین را به خوبی انجام دهند. بحث در مورد لیزین به خاطر حضور دو گروه NH2 کمی متفاوت است. هر کدام از این دو گروه می توانند به نین هیدرین اضافه شوند و به عبارتی هر مولکول لیزین به اندازه دو گروه آمین تأثیر دارد که این مسأله می تواند به صورت بحث تفاوت غلظت ها مطرح شود. هر چند ویژگی الکترون کشندگی NH₂ در آلدهید تولید شده باعث یک ناپایداری در ساختار آلدهید و در نهایت کاهش سرعت در تشکیل رنگ نهایی می شود. پرولین به دلیل نداشتن آمین آزاد، عملاً امکان کوپل شدن آزادانه با نین هیدرین را دارا نمی باشد. با نگاهی به ساختار پرولین متوجه می شویم که این آمین نوع دوم محصور شده در حلقه پنج تایی آزادی لازم برای افزوده شدن نیتروژن به نین هیدرین را محدودتر می بیند. رنگ حاصله از پرولین در تست نین هیدرین زرد است. آمین های نوع سوم نسبت به تست نین هیدرین جواب منفی می دهند.

 

physical propertis of nin hydrin

 

Physical State: Crystalline powder

Appearance: slightly yellow

Odor: characteristic odor

pH: Not available.

Vapor Pressure: Negligible.

Vapor Density: 6.16 (air=1)

Evaporation Rate:Not applicable.

Viscosity: Not available.

Boiling Point: Not available.

Freezing/Melting Point:466 deg F (dec)

Autoignition Temperature: Not applicable.

Flash Point: Not applicable.

Decomposition Temperature:466 deg F

NFPA Rating: (estimated) Health: 2; Flammability: 1; Reactivity: 0

Explosion Limits, Lower:Not available.

Upper: Not available.

Solubility: Soluble in water.

Specific Gravity/Density:0.86

Molecular Formula:C9H6O4

Molecular Weight:178.14

 

آزمایش نین هیدرین :

 

در این آزمایش ترکیبی به نام نین هیدرین با آمینواسید وارد واکنش می شود. در صورت برخورد و مجاورت این دو با یکدیگر ،گروه آمینی و کربوکسیل آمینواسید آزاد می شود . و خود آمینواسید به شکل به شکل یک ترکیب آلدهید CHO_R در می آید. و خود نین هیدرین به ماده ای به نام هیدرین دانتین تبدیل می شود.

این واکنش برای هر اسیدآمینه ای پیش می رود. اما در اسیدآمینه پرولین تا حدی پیش می رود زیرا گروه متیل موجود در پرولین مانع از کامل شدن آزمایش می شود. به همین دلیل پرولین رنگ زرد ایجاد می کند.

 یعنی به طور خلاصه داریم :

 نین هیدرین+ همه امینواسید ها= کمپلکس ارغوانی

آزمایش شماره 5

 

تشخیص آلکن ها، آلکین ها، هالیدهای آلیفاتیک، هیدروکربن های آرماتیک، هیدارت های کربن

 

شناسایی آلکن ها:

گروه عاملی آلکنها ، پیوند دو گانه کربن _ کربن است. بنابراین ، برای شناسایی یک ترکیب آلکنی ناشناخته ، بایستی نشان داده شود که واکنشهای معمولی پیوند دو گانه کربن _ کربن را انجام می‌دهد. به علت زیاد بودن تعداد این گونه واکنشها ، ممکن است این کار آسان به نظر برسد.

در صورت امکان ، واکنشی را به عنوان آزمون شناسایی انتخاب می‌کنیم که به سرعت و به آسانی قابل انجام باشد و به تغییر قابل مشاهده‌ای منجر شود. آزمونی را برمی‌گزینیم که چند دقیقه وقت و چند لوله آزمایش نیاز داشته باشد، آزمونی که در آن ، رنگی بوجود آید یا از بین برود، یا حبابهای گار متصاعد شود، یا رسوبی تشکیل یا حل گردد.

بهترین راه شناسایی آلکنها:

 خاصیت رنگ زدایی آن در محلول برم در تتراکلرید کربن و در محلول سرد ، رقیق و خنثی پرمنگنات است.

 انجام هر دو آزمون آسان است. در یکی ، رنگ قرمز از بین می‌رود و در دیگری رنگ بنفش جای خود را به دی‌اکسید منگنز قهوه‌ای می‌دهد.

Alkene

Alkyne

 

اشکال و ابهام در شناسایی :

پس از انتخاب بهترین آزمونها برای شناسایی آلکنها ، به پرسش دیگری می‌پردازیم. برم در تتراکلرید کربن را به یک ترکیب ناشناخته آلی اضافه می‌کنیم و فرض کنید رنگ قرمز از بین می‌رود. راستی از این پدیده چه نتیجه‌ای می‌توان گرفت؟ فقط می‌توان گفت که ماده ناشناس ما با برم ترکیب می‌شود. البته ممکن است یک آلکان باشد.

آگاهی از اینکه نوع معینی از ترکیبها با یک واکنشگر خاص و مشخص واکنش می‌دهند، خودبه‌خود کافی نیست. بلکه بایستی بدانیم کدام ترکیبهای دیگر نیز با این واکنشگر واکنش می‌دهند؟ در این مورد ، ترکیب ناشناس ممکن است یک آلکین هم باشد. همچنین ممکن است هر ترکیب دیگری که به سرعت با برم واکنش جانشینی می‌دهد، باشد. البته در این صورت گاز برمید هیدروژن متصاعد خواهد شد که ساده‌ترین راه تشخیص آن ، دمیدن به درون لوله آزمایش و مشاهده توده ابری تشکیل شده ، است.

همینطور ، رنگ زدایی پرمنگنات ، آلکن بودن ترکیبی را به اثبات نمی‌رساند، بلکه فقط وجود نوعی گروه عاملی اکسید شونده با پرمنگنات را نشان می‌دهد. ترکیب مورد آزمایش ، ممکن است یک آلکن باشد، اما احتمال اینکه آلدئید آلکین یا هر ترکیب دیگری که به سهولت اکسید می‌شود، نیز وجود دارد. حتی ممکن است ترکیبی باشد که حاوی مقداری ناخالصی اکسید شونده است. برای مثال ، آلکنها در چنین شرایطی اکسیده نمی‌شوند، ولی اغلب ، ناخالصیهایی دارند که اکسید شونده است. برای مثال ، الکلها ، در چنین شرایطی اکسیده نمی‌شوند، ولی اغلب ، ناخالصیهای دارند که اکسیده می‌شوند. برای رفع این ابهام ، می‌توان از رنگ زدایی دو سه قطره از واکنشگر اطمینان حاصل کرد.

با یک آزمون شناسایی ، به ندرت می‌توان نوع ترکیب مجهول را اثبات کرد. یک آزمون فقط می‌تواند شمار احتمالها را کاهش دهد، به گونه‌ای که با آزمونهای اضافی دیگری ، تصمیم گیری نهایی امکان‌پذیر شود. در نتیجه ، آزمون برم یا پرمنگنات برای تشخیص آلکن از آلکان ، یا آلکن از آلکیل هالید ، یا آلکن از الکل کافی است تجربه شنان داده است که بهترین راه شناسایی یک آلکن ، خاصیت رنگ زدایی آن در محلول برم در تتراکلرید کربن و در محلول سرد ، رقیق و خنثای پرمنگنات است. انجام هر دو آزمون آسان است. در یکی ، رنگ قرمز از بین می‌رود و در دیگری رنگ بنفش جای خود را به دی‌اکسید منگنز قهوه‌ای می‌دهد

 ۱) محلول برم در تترا کلرید کربن : واکنش افزایشی برم بر روی باند دوگانه و سه گانه صورت میگیرد

 روش کار :

۰.۱ گرم (۰.۲ میلی لیترمایع ) ازنمونه مورد بررسی به ۲ میلی لیترتترا کلرید کربن اضافه کنید ویک محلول ۵٪ برم در تتراکلریدکربن قطره قطره (همراه با تکان دادن ) به آن اضافه کنید تا اینکه رنگ برم تثبیت شود.

مصرف شدن بیش ازدو قطره محلول برم نشان دهنده واکنش افزایشی یا استخلافی می باشد و بی رنگ شدن با بیش ازدو قطره ازمحلول برم درصورتیکه همراه با آزادشدن گازبرمیدهیدروژن نباشدنشان دهنده واکنش افزایشی می باشد . تقریبا تمام ترکیباتی که ساختارآلکن یا آلکین دارندبه راحتی با برم ترکیب شده آن را بی رنگ می کنند ولی این نتیجه باید با تست پرمنگنات نیز تائیدشود

 ۲ ) تست یون پرمنگنات ( آزمایش بایر )

 روش کار : ۳۰ - ۲۵ میلی گرم از ترکیب را درآب یا استون بدون الکل حل کرده سپس قطره قطره از محلول آبکی ۱٪ پرمنگنات پتاسیم ریخته و خوب هم بزنید . اگر بیش ازیک قطره پرمنگنات به کار رفت ترکیب یا سیرنشده است یا به آسانی اکسیدشونده . اگرنمونه ای به تست 1 و 2 هردو پاسخ مثبت دهد واکنش برم افزایشی انجام شده و ترکیب مورد نظر می تواند آلکن یا آلکین باشد .

 Physical  peropertis

 بطور کلی ، خواص فیزیکی آلکنها مشابه آلکانهاست. آلکنها در حلالهای غیرقطبی مانند اتر ، کلروفرم و دی‌کلرو متان محلول ولی در آب نامحلول می‌باشند و سبکتر از آب نیز می‌باشند. نقطه جوش آلکنها با افزایش تعداد کربنها افزایش می‌یابد. بجز آلکنهای کوچک ، نقطه جوش آلکنها به ازای افزایش یک اتم کربن بین 20 تا 30 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد. همانند آلکانها ، شاخه‌دار شدن آلکنها موجب کاهش نقطه جوش می‌شود.

آلکنها اندکی قطبی‌تر از آلکانها هستند این قطبیت اندک در اثر خصلت الکترون دهی و الکترون گیری گروهها ایجاد می‌گردد. وقتی روی آلکنها ، گروههای القایی با قدرت بیشتر قرار می‌گیرد، ممان دو قطبی اندکی افزایش می‌یابد.

 Chemical propertise

 بطور کلی دو نوع واکنش در روی آلکنها انجام پذیر می‌باشد. دسته اول آنهایی هستند که در روی پیوند π انجام می‌گیرند و لذا پیوند π از بین می‌رود و پیوندهای جدید تشکیل می‌گردد. واکنشهای دسته دوم ، واکنشهایی هستند که در محلولهای دیگری که ارتباط خاصی با پیوند دوگانه دارند، اتفاق می‌افتند. مثل گروههای آلکیل و یا عوامل دیگری که به کربنهای sp2 متصل می‌باشند.

 Complication

رنگ زدایی پرمنگنات ، آلکن بودن ترکیبی را به اثبات نمی‌رساند، بلکه فقط وجود نوعی گروه عاملی اکسید شونده با پرمنگنات را نشان می‌دهد. ترکیب مورد آزمایش ، ممکن است یک آلکن باشد، اما احتمال اینکه آلدئید آلکین یا هر ترکیب دیگری که به سهولت اکسید می‌شود، نیز وجود دارد

 هیدرو کربن های آروماتیک :

هیدروکربنهای آروماتیک با زنجیرهای جانبی اشباع شده، با آزمون با آزمون ناتوانی در بی رنگ کردن برم در کربن تتراکلرید (بدون آزاد شدن هیدروژن برومید) و با آزمودن ناتوانی در بی رنگ کردن محلول سرد، رقیق و خنثای پرمنگنات از آلکنها باز شناخته می شوند. (اکسایش زنجیرهای جانبی به شرایط سخت تری نیاز دارد.)

وجه تمایز آنها با آلکنها سولفون دار شدن و بنا براین حل شدن آسان آنها در اسید سولفوریک دودکنندهٔ سرد است .

با آزمودن حل نشدن فوری در سولفوریک اسید سرد غلیظ، از الکلها و سایر ترکیب‌های اکسیژن دار باز شناخته می شوند و با نا توانی در دادن پاسخ مثبت به آزمون کرومیک انیدرید از از الکلهای نوع اول و نوع دوم تشخیص داده می شوند.

آلکیل بنزن‌ها در اکنش با کلروفرم و آلومونیوم کلرید رنگ نارنجی تا قرمز می دهند. این رنگها ناشی از کاتیونهای تری آریل متیل است که احتمالا در اثر یک واکنش فریدل - کرافتس و به دنبال آن انتقال یون هیدرید به وجود می آیند.

 تست فریدل کرافتس :

روش  کار: ۱/۰ گرم نمونه جامد یا۳/۰ میلی لیتر ازمایع رادر یک لوله ازمایش خشک و تمیز ریخته وبه آن ۲ میلی لیتر کلروفرم اضافه کنید. به اندازه سر اسپاتول کلرید الومینیوم را روی دیواره لوله ازمایش بریزید. تغییر رنگ دیواره نشانه مثبت بودن  ازمایش است. 

 بنزن وهمولوگهای ان:نارنجی قرمز

 فتانترن:ارغوانی

 انتراسن:سبز

 

  Complication

استرهای آروماتیک-کتون هاـ آمین ها وترکیبات دیگر حاوی اکسیژن ونیتروژن نیز ممکن است رنگ های آبی یا سبز ایجاد کنند.

در انجام این تست هم باید در استفاده از reagent  و نحوه انجام آزمایش دقت کرد. اگرALCL3 رطوبت بگیرد  تبدیل به آلومینیم هیدروکسید می شود ودیگر ALCL3 برای واکنش فریدل کرافت اسفاده نمی شودو اکر آن را حرارت دهیم به اکسید آلومینیم  تبدیل می شود.در انجام این تست آب نباید به هیچ وجه وارد شود اگر آب وارد سیستم شود مشکلاتی را ایجاد میکند

 خطا در تست فریدل کرافتس 

در انجام این تست هم باید در استفاده از reagent  و نحوه انجام آزمایش دقت کرد. اگرAlCl3 رطوبت بگیرد  تبدیل به آلومینیم هیدروکسید می شود ودیگر AlCl3 برای واکنش فریدل کرافت اسفاده نمی شودو اکر آن را حرارت دهیم به اکسید آلومینیم  تبدیل می شود.در انجام این تست آب نباید به هیچ وجه وارد شود اگر آب وارد سیستم شود مشکلاتی را ایجاد میکند معمولا پودر آلومینیم را سعی می کنند به دیواره لوله آزمایش بچسبدو با مرطوب کردن لوله آزمایش و ریختن پودر بر روی دیواره سعی می کنند خطای آزمایش را به حداقل برسانندو آلومینیم کلراید نسبت به ترکیب آروماتیک همیشه نسبت آن در حداقل قرار بگیردوبتواند واکنش استخلافی تا آخرین مرحله خود پیش برود.

کربوهیدرات ها

 کربوهیدرات ها به دسته ی بزرگ و بسیار مهمی از ترکیبات طبیعی اطلاق می شوند که حاوی دو گروه عاملی هستند : گروه هیدروکسیل و گروه کربونیل .

 کربوهیدرات ها در ساختمان گیاهان و جانوران یافت می شوند و وظایف حیاتی متعددی را ایفا می کنند :

-گلیکوژن و نشاسته ، منبع انرژی سیستم های زنده محسوب می شوند .

-سلولوز پیکره ی ساختنامی گیاهان و درختان را تشکیل می دهد .

-برخی از ترکیبات مهم زیست شناختی و ترکیبات تعیین کننده ی گروه خونی از این مواد تشکیل شده اند .کربوهیدرات ها به صورت منو ساکارید ها و دی ساکارید ها و تری ساکارید ها طبقه بندی می شوند .

 

خواص کربوهیدرات ها

 این دسته از ترکیبات به راحتی در آب حل می شوند  ولی در اتر نا محلول اند .

وجود گروه های عاملی بسیار قطبی موجب می گردد که فقط در حلال های قطبی حل شوند .

 ۱)تست مولیش: اسید سولفوریک غلیظ باعث هیدرولیز اتصالات گلیکوزیدی شده، ایجاد مونوساکارید میکند. مونوساکارید تولید شده آب خود را از دست میدهد و به فورفورال و مشتقات آن تبدیل میشود. سپس این ترکیب با آلفا نفتل کمپلکس بنفش رنگی ایجاد میکند.

کلیه ی قند ها اعم از اکسید کننده ها یا احیا کننده ها به این تست جواب مثبت می دهند . کربوهیدرات ها در مجاورت اسید های قوی ، آب از دست داده و به فورفورال تبدیل می شوند و سپس با ترکیبات فنول کمپلکس بنفش می دهند.

 روش کار

5 میلی لیتر قند 2 درصد را در یک لوله ی آزمایش تمیز ریخته ، به آن دو قطره معرف مولیش اضافه کنید . سپس از دیواره ی لوله ی آزمایش 3 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ به آهستگی وارد لوله ی آزمایش کنید . اسید در فاز زیر آب قرار می گیرد و بین دو لایه حلقه ی بنفش رنگی تولید می شود که نشان دهنده ی قند می باشد

 تست بارفورد 

این تست برای تشخص مونوساکاریدها از دی ساکاریدهای احیا کننده به کار می رود . چنانچه آزمایش احیاء قندها در محیط اسید صورت گیرد و مدت زمان حرارت کنترل شود به علت قدرت احیاکنندگی قوی فقط مونوساکاریدها به این تست جواب مثبت می دهند .

روش کار:  یک میلی لیتر از محلول بارفود را در لوله آزمایش ریخته و به آن 2 میلی لیتر محلول قندی 2% اضافه کنید. لوله آزمایش را در حمام آب جوش قرار دهید. اگر رسوب قرمز در فاصله دو دقیقه تشکیل گردید، قند مورد آزمایش مونو ساکارید است. دی ساکاریدها را باید مدت بیشتری (مثلا 10 دقیقه) جوشانید تا رسوب قرمز رنگ ایجاد شود.

a negative test -left and a positive test -right

  خطا در شناسایی کربوهیدرات ها

 در انجام این تست ها باید از  Reagentها به اندازه استفاده شود استفاده زیاد آن منجر به خطا در انجام آزمایش می شود

 شناسايي هاليد ها 

خواص فیزیکی ترکیبات هالوژن دار

 آلکیل هالیدها معمولا گاز هستند و دمای جوش آن ها مانند آلکان ها با افزایش وزن مولکولی افزایش می یابد . ولی به طور کلی از دمای جوش آلکان هایی که دارای همان وزن مولکولی هستند در دمای بالاتری نسبت به آلکیل هالیدهای شاخه دار می جوشند .از نظر حلالیت

 نیز هالیدها شبهات زیادی به آلکانها دارند یعنی در اب انحلال ناپذیر و در حلال های آلی انحلال پذیر می باشند .

 خواص شیمیایی ترکیبات هالوژن دار

 میل ترکیبی آلکیل هالیدها از نوع اول به نوع سوم افزایش می یابد زیرا به همین ترتیب پایداری کربوکاتیون حاصل از تفکیک هالوژن زیاد می شود . در عین حال ، میل ترکیبی آن ها نسبت به دو گروه آلیل هالیدها و بنزیل هالیدها بسیار کم است

چون آن ها قادر به تشکیل کربوکاتیون پایدار بوده و طبق مکانیسم 1SN پیش می روند .علت پایداری این نوع کربوکاتیون ها امکان رزونانس آن ها است .

 آزمايش بايلشتن: 

حضور هالوژن را مي توان به سهولت از طريق آزمايش  بايل اشتاين شناسايي كرد.نتيجه مثبت آزمايش بايل اشتاين به دليل انجام واكنش بين مس اكسيد و هاليد آلي است كه  مس هاليد

تشكيل مي شود و فرار است . مس هاليد شعله را به رنگ آبي مايل به سبز در مي آورد.

  انتهاي يك سيم مسي را به صورت دايره كوچكي درآوريد و قسمت دايره اي شكل سيم را  روي شعله چراغ بنزن حرارت دهيد. سپس بگذاريد در دماي آزمايشگاه سرد شود. بعد آنرا در نمونه مجهول وارد كنيد (تا حلقه به مجهول آغشته شود) و دوباره روي شعله حرارت دهيد.  ابتدا خود جسم مي سوزد و بعد از سوختن چنانچه در شعله رنگ سبز ايجاد شد دليل بر وجود هالوژن است .

1)درسیم مسی که با یک ترکیب هالوژن پوشیده شده در تست شعله درصدی از هالوژن به رنگ آبی ظاهر می شود.ترکیبات آلی معمولا شعله ور می شوند.این تست نباید به عنوان تست مثبت یا منفی تفسیر شود.

2)این تست معمولا بین کلر وید وبرم تشخیص داده می شود کلر رنگ سبزدرشعله می دهد فلوئور شناسایی نمی شود.

3)رنگ ترکیب برم معمولا آبی تر از کلر است.

4)ترکیب ید معمولا رنگ آبی واضح در شعله می دهد.

 در تست بایلشتاین اگر سیم کاملا با آب مقطر یا گرما تمیز نشود رنگ سبز را نشان نمی دهد

 نقره نيترات (الكلي): 

 به دليل تشكيل رسوب سفيد يا غير سفيد نقره هاليد مي باشد كه در اثر واكنش بين نقره نيترات و هاليد كاملا فعال

بنزيل، آليل و ترشري هاليدها (هاليد نوع سوم) فورا با نقره نيترات واكنش مي دهند.

 روش کار :                                                                                                                

يك قطره از مجهول در صورتي است كه مايع است و يا 5 قطره از محلول غليظ اتانولي مجهول اگر به حالت جامد است در لوله آزمايش بريزيد و به آن 2 ميلي ليتر محلول نيترات نقره اتانولي (2%) اضافه نماييد. چنانچه واكنشي مشاهده نشد، براي پنج دقيقه در دماي معمولي آزمايشگاه قرار دهيد. چنانچه تغييري ايجاد نشد محلول را به وسيله حمام بخار حرارت دهيد. اگر رسوب تشكيل شد، به مخلوط 2 قطره نيتريك اسيد 5% اضافه نماييد و مخلوط كنيد و دقت نماييد كه رسوب حل مي شود يا خير؟ اگر حل شد نمک های نقره ی آلی و اگر حل نشد نمک اسیدهای آلی داریم