Идентификация органических соединений и установление их структуры

Рассматриваются методы определения чистоты и способы идентификации органических соединений путем анализа и хроматографии-, затем некоторые методы, используемые при установлении структуры, иллюстрируются на примере алкалоида никотина. Наконец, будет затронута проблема номенклатуры органических соединений — вопроса, который в некоторых отношениях сух, как пустыня и превращается часто в бич для начинающего, несмотря на то что суть дела заключается в облегчении обмена идеями и информацией об органических соединениях и их реакциях. [c.13]

Идентификация органических соединений и установление их структуры [c.863]

Вся органическая химия посвящена установлению строения органических соединений и синтезу их на основании знания-строения и типичных реакций образования различных связей. Мы познакомились уже с идеей установления строения соединений химическими методами, которые и сейчас являются основными, но все больше дополняются физическими методами. Пытаясь сформулировать сущность химических методов установления строения в одной фразе, можно сказать, что они состоят в констатации родственных связей серии веществ (веществ с родственной структурой) и в выяснении строения одного или нескольких узловых веществ этой серии путем их постепенной деструкции (или, как ее иногда называют, деградации). Такой химический путь позволяет установить строение любого сколь угодно сложного вещества, однако ценой большого труда. И этот большой труд все более облегчается благодаря новым физическим методам разделения и идентификации продуктов деградации, особенно благодаря различным видам хроматографии (стр. 38). Одновременно и методом деградации и методом идентификации осколков молекулы (по их молекулярному весу) служит масс-спектрометрия (стр. 589). Разнообразные, все более развивающиеся физические методы в состоянии сильно облегчить задачу химика. Некоторые из этих методов дают возможность установить такие важные детали структуры, как характер связи, межатомные расстояния и углы, наличие или отсутствие того или иного рода взаимодействия электронных орбиталей, подобного сопряжению, наличие [c.341]

Изучение теории и техники идентификации органических соединений — весьма существенный этап для перехода к научно-исследовательской работе в области органической химии. Курс органического анализа позволяет накопить и систематизировать знания о физических свойствах, строении и химической реакционной способности нескольких тысяч углеродсодержащих соединений, причем изучение этого материала следует систематической и логичной схеме процесса идентификации. Хотя первоначальная цель такого курса — характеристика уже известных соединений, общий подход к этой проблеме остается тем же и на первых этапах установления структуры вновь синтезированных органических соединений. [c.16]

Необходимо особо подчеркнуть, что проблема идентификации органических соединений при таком подходе сводится к проблеме идентификации их спектров. Совпадение спектра неизвестного вещества с одним или несколькими спектрами, записанными в памяти ЭВМ, еще не дает возможности говорить об опознании соединения. Особенности масс-спектрометрической идентификации состоят в сравнительно низкой (по сравнению с другими методами установления структуры ) [c.108]

Идентификация органических соединений была и остается постоянной проблемой аналитической химии. Под идентификацией обычно понимают отождествление анализируемого соединения с известным. При исследовании сложных объектов это понятие является более широким, и для высокомолекулярных соединений и нелетучих образцов подразумевается также установление их природы и происхождения. Получение такой информации обычно достигается путем определения состава, структуры или некоторых физико-химических характеристик исходного образца, что выполнимо при известном качественном и количественном составе продуктов деструкции, образующихся в условиях ПГХ. [c.122]

Химику-органику следует иметь в виду, что поскольку ни одно из существуюш,их воззрений не позволяет количественно предсказать распределение интенсивностей в масс-спектре сложного органического соединения, то, наряду с созданием количественной теории о-бразования масс-спектров на базе изучения первичных и вторичных актов процесса ионизации сложных молекул, необходимы исследования по установлению корреляций между структурой органических соединений и их масс-спектрами. Изучение закономерностей в масс-спектрах органических соединений, связи между строением и распределением интенсивностей приближают нас к решению проблемы определения структуры по данным масс-спектрометрического анализа. С другой стороны, установление различного рода эмпирических правил создает базу для развития методов идентификации качественного и количественного анализов. [c.27]

Масс-спектрометрию можно применить для анализа всех элементов и соединений, которые можно перевести в парообразное состояние. В случае элементов и неорганических соединений аналитические задачи чаще всего заключаются в установлении изотопного состава и в определении следовых количеств веществ. В случае органических соединений масс-спектрометрию применяют главным образом для идентификации и установления их структуры. Последующее изложение масс-спектрометрии будет ограничено почти исключительно применением ее в анализе органических соединений. С другими проблемами, представляющими интерес для определения изотопного состава следов веществ, а также для других целей можно ознакомиться по специальной литературе ([111], гл. 8 [19]). [c.275]

При исследовании органических веществ химик-аналитик чаще всего сталкивается с тремя аналитическими задачами а) установление химического состава и структуры нового органического соединения (синтезированного или выделенного из природных материалов) б) идентификация неизвестного соединения в) определение содержания основы или примесей в веществе известного состава. Эти задачи могут быть решены как химическими, так и инструментальными методами. Разделение и анализ смесей органических веществ химическими методами обычно не проводят ввиду трудоемкости. Для этой цели подходят физические и физико-химические методы хроматографические, инфракрасная спектроскопия, масс-спектрометрия и др. [c.207]

Для выделения, очистки, анализа и идентификации органических соедине-(й используются химические и физические методы. Конечным результатом дан-ох исследований является установление структуры органических соединений [c.495]

Наиболее важное применение получила масс-спектрометрия дпя идентификации и установления структуры органических соединений. Молекулярный анализ сложных смесей органических соединений целесообразно проводить после их хроматографического разделения. [c.364]

В случае элементов и неорганических соединений аналитические задачи масс-спектрометрии чаще всего заключаются в установлении изотопного состава и в определении следовых количеств веществ. В случае органических соединений масс-спектрометрию применяют главным образом для идентификации и установления их структуры. [c.346]

В анализе сточных вод измерения проводят чаще всего в видимой области спектра (т. е. измеряют светопоглощение окрашенных или мутных растворов), значительно реже — в УФ-области. ИК-спектрометрию используют в основном для идентификации и установления структуры органических соединений. [c.16]

Одно из наиболее серьезных ограничений использования масс-спектрометра для идентификации и установления структуры органических соединений — сходство масс-спектров изомеров, особенно геометрических. Эта проблема может быть решена одновременным применением различных видов масс-спектрометрии (например, электронный удар и ионизация в поле). [c.281]

Задачи и методы выявления закономерностей и особенностей фрагментации органических соединений принципиально отличаются от задач и методов структурного анализа и идентификации неизвестных веществ по их масс-спектрам прежде всего тем, что строение изучаемых соединений известно. Конечная цель такого исследования впервые синтезированных или ранее не охарактеризованных веществ — связь спектральных признаков со строением веществ и получение данных о механизмах фрагментации отдельных соединений, их совокупностей со сходными элементами структуры или, чаще всего, целых классов (гомологических рядов). Это подразумевает выявление основных направлений распада молекулярных ионов, классификацию этих процессов, соотнесение всех интенсивных сигналов спектра с соответствующими осколочными ионами и установление связи таких осколочных ионов с теми или иными структурными фрагментами молекул. Чаще всего результатом подобного исследования является формулировка правил интерпретации спектров, пригодных для структурного анализа неизвестных соединений этого же типа. Полученные данные нередко представляют в виде схем фрагментации как индивидуальных соединений, так и, в общем виде, гомологических рядов. При этом следует учитывать, что структуры осколочных ионов обычно неизвестны, и на таких схемах их предпочтительнее изображать брутто-формулами. [c.50]

Производная спектрофотометрия позволяет точно определить положение максимумов размытых или сильно перекрывающихся полос, поэтому она с успехом применяется для идентификации компонентов сложных реакционных смесей [132, 133]. С помощью производной спектрофотометрии можно обнаружить малоинтенсивные пики примесей, перекрытые интенсивными полосами поглощения основного вещества [121]. Анализ производных от спектров поглощения использовали при установлении структуры полимерных соединений [134] и стероидов [135], а также при анализе электронных переходов в органических соединениях [136]. Для целей количественного анализа производная спектрофотометрия в настоящее время применяется мало [122, 137, 138], хотя возможности ее, несомненно, велики. [c.29]

Использование органических соединений в качестве жидкокристаллических материалов выдвинуло ряд проблем, связанных с установлением структуры индивидуальных соединений и определением состава смесей. Задачи такого типа возникают при идентификации промежуточных и конечных продуктов синтеза и примесей, при исследовании устойчивости соединений под действием различных факторов, при решении технологических задач. [c.88]

Наличие определенных группировок атомов в молекуле служит основой классификации органических соединений. Поэтому идентификация функциональных групп методами качественного органического анализа является важным вспомогательным средством установления структуры неизвестного вещества. В этом разделе будут описаны методы обнаружения некоторых важных функциональных групп, часто встречающихся в отравляющих веществах. При использовании этих методов следует помнить, что реакционная способность функциональных групп зависит от структуры всей молекулы, вследствие чего методы обнаружения одинаковых функциональных групп в разных соединениях могут протекать иначе. Это может выражаться в разных скоростях и чувствительности реакций. Большая часть методов обнаружения ОВ, описанных в гл. 5, основана на идентификации функциональных групп, характерных для соединений определенной структуры. [c.46]

Масс-спектрометрическое определение строения неизвестных органических соединений по своей сущности — задача классификационная, так как обязательно включает стадию отнесения неизвестного вещества к группе соединений с общими особенностями строения молекул, т. е. классификацию или групповую идентификацию. Индивидуальную идентификацию— отождествление веществ сравнением полученных в ходе анализа масс-спектров с литературными данными — следует рассматривать как самостоятельную задачу, решение которой требует разработки и использования наиболее рациональных алгоритмов обработки больших массивов библиотечных данных (каталогов масс-спектров) с учетом воспроизводимости таких спектров. При индивидуальной идентификации, таким образом, можно не принимать во внимание общие закономерности фрагментации отдельных классов соединений. Групповая идентификация обязательно требует наличия информации об особенностях диссоциативной ионизации предполагаемых классов органических соединений, а окончательное установление структуры неизвестных веществ невозможно без данных об их составе (брутто-формуле). [c.6]

Качественная характеристика процессов фрагментации органических соединений разных рядов связана с представлением результатов в описательной и недостаточно конкретной форме, в которой их весьма сложно использовать для установления структуры неизвестных соединений на основе эмпирических корреляций структура — процессы фрагментации . Гораздо более надежным оказывается исключение стадии полного анализа спектров (а следовательно — и необходимости выявления таких процессов) и использование прямых корреляций структуры веществ с их спектрами. По этой причине в настоящее время получили широкое распространение методы масс-спектрометрической идентификации, основанные на сравнении спектров неизвестных соединений с большими массивами данных. Степень совпадения спектров можно при этом оценить количественными критериями, а сама процедура библиотечного поиска осуществляется с помощью ЭВМ. [c.108]

В руководстве изложены общие приемы и методы работы на газовых хроматографах, подробно описано применение газовой хроматографии для аналитических целей уделено внимание специальным методам идентификации и установления структуры органических соединений. Во 2-м издании книги (1-е изд. — 1973 г.) дана характеристика серийно выпускаемых отечественных хроматографов рассмотрены приемы и методы количественной обработки хроматограмм, включая применение интеграторов и специализированных ЭВМ. [c.2]

Характеристика высокомолекулярных соединений путем их деструкции и идентификации осколков макромолекул с успехом применяется в органической химии. Этот метод является очень разносторонним методом установления структуры, экспериментальное осуществление которого одинаково как для низко-, так и для высокомолекулярных соединений этот метод можно существенно уточнить при использовании бумажной хроматографии и электрофореза. [c.183]

Вопроса об идентификации веществ мы частично уже касались выше в гл. 14, где речь шла об установлении структуры неизвестных соединения с использованием, в частности, понятия о характеристичности спектральных полос. Между тем в практической работе химик-исследователь достаточно много знает об изучаемых им системах, что позволяет во многих случаях предвидеть появление в ходе опыта тех или иных веществ. В этих условиях спектроскопические методы весьма полезны при идентификации получающихся соединений, которые, как ожидается, должны представлять собой вещества с уже известными спектрами, причем это достигается простым сопоставлением измеренного и известного спектров. Естественно, что такой способ идентификации веществ, как правило, значительно быстрее и дешевле элементарного анализа. Аналогичное положение имеет место зачастую и при необходимости определения примесей в образцах. Так, метод инфракрасных спектров поглощения весьма эффективен при установлении содержания воды в системах органического и неорганического происхождения. Чрезвы- [c.124]

Масс-спектрометры с высокой разрешающей способностью служат для выявления структуры органических соединений, а также для качественного и количественного анализа следов вещества В сочетании с газовой хроматографией для разделения компонентов и с электронно-вычислительной техникой для расшифровки результатов анализа масс-спектрометрия применяется, например, для идентификации и установления структуры лекарственных средств и обнаружения злоупотребления лекарственным растительным сырьем (допинговый контроль в спорте). [c.118]

Представляет интерес детальное изучение свойств и идентификация возникающего активного соединения. В области концентраций выше 0,01 М кислород участвует в процессе радиолиза как акцептор электронов. Эффективность его сопоставима с эффективностью других известных акцепторов электронов. Процесс нейтрализации ионом ЯН+ ОГ приводит к образованию радикалов, имеющих структуру исходного углеводорода. При любых концентрациях кислород эффективно взаимодействует с радикалами. Выход продуктов радиолиза и радиационного окисления повышается с температурой. Для установления причин малой температурной зависимости требуются дальнейшие исследования. Необходимо также дальнейшее детальное исследование процессов радиационного окисления полярных органических соединений, где заряженные частицы должны играть большую роль. [c.431]

Глубокие различия, существующие в физических свойствах различных органических соединений, долгое время служили лишь основой для разделения, характеристики и идентификации веществ. Позднее установление многосторонних отношений между физическими свойствами соединений и их структурой революционизировало методы определения строения органических молекул. В этой главе рассматриваются такие физические свойства, как температуры фазовых превращений (температуры плавления и кипения), растворимость, адсорбция, а также дипольные моменты и явления поляризации, под углом зрения соотношения между этими свойствами и структурой данных веществ. Спектральные особенности органических соединений изложены в гл. 28. Такие свойства, как твердость, упругость, вязкость, электропроводность и прочность на разрыв, которые часто ответственны за полезные качества тех или иных органических материалов, являются не столь существенными и рассматриваться здесь не будут. [c.152]

Переработанный раздел по спектроскопии включает материа.ч по установлению структуры соединений с помощью спектральных методов. В раздел Присоеднненпе по неактнвпрованным кратным углерод-углеродным связям включен новый материал значительно дополнен раздел Цпклоприсоеднненпе , а раздел Реакции, катализируемые комплексами металлов написан заново. К части Идентификация органических соединений прилагается схема систематического проведения идентификации. [c.11]

К а С т е р и н а Т. H., Калинина Л. С., Химические методы исследования синтетических смол и пластических масс, М., 1963, Аналитическая химия полимеров, под ред. Г. Клайна, пер. с англ., т. 1—3, М., 1963—66 Методы исследования полимеров, под ред. Р. Аллена, пер. с англ., М., 1Р61 Вайбель С., Идентификация органических соединений, пер. с англ., М., 1957 Установление структуры органических соединений ияическими и химическими методами, под ред. Я, М. Варшавского и И. Ф. Луценко, пер. с англ., кн. 1—2, М., 1967 Новейшие методы исследования полимеров, под ред. [c.69]

Для идентификации органических соединений применяют как физические, так и химические методы анализа. Идентификацию осуществляют посредством сравнения с известным веп1,еством или посредством установления состава и структуры ранее неизвестного соединения. В последнем случае необходимо детальное исследование вещества с установлением всех физических и химических свойств, в то время как для идентификации посредством сравнения вполне достаточно знания одного или двух из этих параметров. Идентификация веществ неизвестного состава может потребовать привлечения как методов количественного анализа, так и специальных инструментальных методов, таких, как ЯМР-, УФ-, ИК-, и ЭПР-спектроскопия, однако они не заменяют химических методов анализа. Схема идентификации органических веществ неизвестного состава приведена в табл. 1. [c.10]

Параметр х характеризует положение частицы в гомологическом ряду и однозначно связан с числом атомов углерода в ней. В результате четыр-надцатиричное представление массового числа М в форме [х у) позволяет точно указать ограниченное число возможных брутто-фэрмул частиц с данной массой, а проблема идентификации исследуемого вещества сводится к выбору между структурами изобарных соединений. Решение этой задачи облегчается тем, что изобарные органические соединения разного состава и степени непредельности обычно значительно различаются по многим свойствам (в том числе и закономерностям фрагментации), так что для окончательного установления брутто-формулы могут оказаться полезными даже простейшие сведения о физических константах и качественном элементном составе. Весьма целесообразно использовать для этой цели рефрактометрические данные (см. гл. VII). Если пик молекулярного иона достаточно интенсивен и имеется возможность определения числа атомов углерода в молекуле ( г) по интенсивности изотопного пика 1М -Ь 11, то сопогтавлечие зна- [c.184]

Когда класс соединения установлен., для выяснения его структуры необходим детальный анализ пиков ионов [М—СйН2й .11+ и [М—СйН2й1+, т. е. именно тех, которые оказывались малоинформативными при определении класса вещества по масс-спектру. Для этого следует использовать подробные сведения о закономерностях фрагментации соединений данного класса с целью установить характер процессов, приводящих к появлению всех главных пиков спектра (а- или Р-распад, перегруппировка Мак-Лафферти и др.). В результате такого анализа можно предположить возможные структуры фрагментов и всей молекулы, объясняющие появление наблюдаемых в спектре пиков осколочных ионов. Установление структуры простейших гомологов возможно только по пикам первичных осколочных ионов, но в общем случае для решения этой задачи следует привлекать и пики вторичных осколочных, ионов, подтвердив их образование из первичных соответствующими пиками метастабильных ионов. Многообразие возможностей фрагментации сложных органических соединений затрудняет формулировку каких-либо общих рекомендаций для их детального структурного анализа. Следует отметить, что масс-спектры чрезвычайно полезны при идентификации органических веществ, что, однако, представляет собой самостоятельную задачу в масс-спектрометрии. [c.186]

При идентификации органических компонентов сложных смесей важным начальным этапом является установление углеродного скелета анализируемых веществ. Определение углеродного скелета проводят методом реакционной хроматографии, используя различные химические реакции, в результате которых образуются углеводороды определенного строения, соответствующие структуре исходного вещества, а функциональные группы обычно отщепляются. Наиболее часто при определении углеродного скелета используют подробно разработанные реакционные методы, связанные с участием водорода. В литературе [1] методы определения углеродного скелета расоматрива ют только на основе этой реакции. Однако для определения углеродного скелета можно успешно иопользовать и другие реакции, хотя они и характеризуются более узкой областью применения. Так, для идентификации углеводородов весьма ценной является реакция метиленирования [2] (см. гл. I). Область применения этой реакции непрерывно расширяется в последние годы показана возможность ее использования для других классов органических соединений, в частности для серусодержащих соединений [3]. [c.119]

Весьма широкие перспективы для установления структуры сложных органических соединений открываются при применении масс-спектрометрии высокого разрешения, малолинейчатой масс-спектрометрии и, наконец, комплексного применения хроматографии и масс-спектрометрии высокого разрешения. Последний метод является сейчас, вероятно, наиболее важным, дающим максимальную информацию о качественном составе исследуемой смеси и идентификации отдельных компонентов. [c.290]

Соединения, в состав которых входят одни и те же атомы и в одинаковом количестве, называются изомерами. Известно только одно соединение, соответствующее формуле СН4, но можно получить 35 изомеров соединения с формулой СвНзо- Отсюда легко видеть, как велико разнообразие органических соединений. Это разнообразие порождает проблемы различения одного соединения от другого, установления структур, а также задачу разработки системы номенклатуры, делающей возможным общение между исследователями, работающими в этой области. В последующих разделах мы опишем экспериментальные методы, применяемые для определения чистоты,-идентификации и установления структуры органических соединений. [c.28]

В масс-спектрах иодавляюи1,его большинства органических соединений, содержащих углеводородные радикалы, присутствуют пики ионов [М—1], [М—15], [М — 29] и т. д. (номер гомологической группы на единицу меньше, чем у ника молекулярных ионов), обусловленные отщеплением атомарного водорода или радикалов С Нз +г- По этой причине разности массовых чисел, равные 1,15,29,43,. .., нехарактеристичны на стадии групповой идентификации, так как не несут информации о принадлежности вещества к тому или иному гомологическому ряду. Эти ники следует рассматривать только на заключительной стадии установления структуры, когда гомологический ряд уже известен. Все остальные значения разностей массовых чисел информативны при установлении класса вещества и должны рассматриваться в первую очередь. [c.76]

Не вызывает сомнения тот факт, что изучение механизма требует не только установления кинетических и стереохимических зависимостей, но и знания природы промежуточных частиц. Только имея данные по относительной стабильности карбониевых ионов, можно создать количественную теорию нуклеофильного замещения, поэтому трудно переоценить информацию, полученную с помощью масс-спектрометрии. С другой стороны, этот метод приобретает все большее значение для анализа и установления структуры получаемых соединений. Вопросам механизма реакций, происходящих в масс-спектрометре, посвящен обзор Т. Бентли и Р. Джонстона. Особое внимание в нем уделено рассмотрению общих и отличительных черт процессов, наблюдаемых в обычной химии и масс-спектрометрии, и прежде всего скелетным перегруппировкам в возникающих ионных фрагментах, которые усложняют применение этого метода для идентификации неизвестных соединений. Знакомство с этим удивительно глубоким и критически написанным обзором показывает не только, каким мощным методом располагает органическая химия, но и как умело и осторожно должны использоваться его данные для правильной интерпретации. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология