Методы определения формулы строения органических веществ

Для определения строения органического вещества необходимо выполнить его качественный и количественный элементный анализ, определить молекулярную массу для того, чтобы составить молекулярную формулу соединения, затем провести качественный и количественный функциональный анализ. Принадлежность вещества к тому или иному классу соединений определяется с помощью классификационных реакций, а также физико-химиче-ских методов исследования. Сделанное заключение подтверждается получением производных. [c.249]

В практической деятельности каждый химик-органик сталкивается с необходимостью определения органических веществ не только на конечной, но часто и на промежуточных стадиях синтеза. Эта задача решается различными методами в зависимости от того, было анализируемое вещество известно ранее, т. е. описано ли оно в литературе, или получено впервые. В первом случае необходимо доказать идентичность исследуемого образца и вещества, строение которого известно и свойства охарактеризованы во втором случае необходимо провести исследование, в результате которого будет составлена структурная формула соединения. Естественно, что первая задача более проста, чем вторая. [c.210]

Следующий этап работы исследователя с органическим соединением заключается в определении его физико-химических констант, элементарного состава и в установлении химического строения. Элементарный состав, найденный методами элементарного микроанализа (иногда полностью автоматизированного), дает брутто-формулу исследуемого органического соединения, но не позволяет сделать окончательного вывода о его строении. Физико-химические константы (температуры плавления н кипения, плотность, показатель преломления, молекулярная рефракция, константы ионизации, окислительно-восстановительные потенциалы, диэлектрические и магнитные константы) дают возможность установить чистоту вещества и создать представление об его строении. Наиболее [c.9]

Следующий этап работы исследователя с органическим соединением заключается в определении его физико-химических констант и элементного состава и в установлении химического строения. Элементный состав, найденный методами элементного микроанализа (иногда полностью автоматизированного), дает брутто-формулу исследуемого органического соединения, но не позволяет сделать окончательного вывода о его строении. Физико-химические константы (температуры плавления и кипения, плотность, показатель преломления, молекулярная рефракция, константы ионизации, окислительновосстановительные потенциалы, диэлектрические и магнитные константы) дают возможность установить чистоту вещества и создать представление о его строении. Наиболее сложная и ответственная задача — установление химического строения органических соединений 1) взаимного расположения атомов и пространственного строения молекул 2) характера и порядка расположения связей [c.7]

Определение строения. Читая работы классиков органической химии, невольно обращаешь внимание на то, с какой тщательностью они описывают полученные ими органические вещества, сколько внимания уделяют их очистке и характеристике. В современных публикациях эта стадия работы химика-органика выглядит гораздо более лаконичной дается брутто-формула, температура плавления или кипения, а далее следуют различные современные характеристики, полученные с помощью физико-хими-ческих методов исследования, — данные оптических спектров, ядерного магнитного резонанса (ЯМР), масс-спектрометрии и др. Такое описание зачастую создает у начинающего химика-органика ложное впечатление, что современные методы исследования избавляют его от необходимости тщательной очистки вещества, что эти методы сами по себе способны дать правильный ответ. Нет ничего опаснее и вреднее этого заблуждения Правильный анализ, точная температура плавления, правильная спектральная или иная характеристика возможны только при работе с идеально чистым веществом. Данные исследования загрязненного вещества могут явиться причиной серьезных ошибок. Поэтому проблема очистки веществ остается, как и раньше, весьма актуальной. [c.469]

Химическое строение — порядок химической связи атомов — свойство реальной молекулы структурные формулы лишь с большим или меньшим приближением передают его. Химическое строение можно установить, изучая реакции образования вещества и его химические превращения. В то же время современная физика дает в руки исследователя методы, позволяющие судить о реальном геометрическом строении молекулы определенное таким образом строение совпадает с выведенным из химических данных. Все развитие органической химии за сто лет после Бутлерова не отменило так понимаемой теории строения, а привело лишь к ее развитию и укреплению. [c.33]

Элементарный анализ и определение молекулярного веса позволяют, таким образом, установить лишь общую молекулярную формулу. Для большинства типичных неорганических веществ химический анализ на этом заканчивается. В органической химии одной молекулярной формуле почти всегда отвечает много веществ, различных по физическим и химическим свойствам ( изомеров ). Молекулы этих веществ отличаются порядком связи атомов они имеют разное химическое строение . Что такое химическое строение и каковы методы его определения, мы узнаем из следующего раздела. [c.32]

Понятие гомологии является одним из важнейших в органической химии, и гомологические ряды составляют основу современной классификации органических соединений. Однако в это понятие нередко вкладывается недостаточно определенный смысл, а единственная монография, специально посвященная детальному рассмотрению этой проблемы, опубликована более 35 лет назад [2]. Вопросы принадлежности соединений к разным гомологическим рядам весьма важны и связаны, например, с проблемами изомерии в органической химии [3], в частности с созданием эффективных алгоритмов определения числа возможных изомеров по брутто-формуле вещества с помощью ЭВМ. Совершенно особое значение приобретает точное определение этого понятия при интерпретации результатов исследования органических соединений с помощью современных физических и физико-химических методов, так как позволяет значительно упростить решение задачи за счет разделения стадий групповой (отнесение к гомологическому ряду) и индивидуальной идентификации (определение строения соединения известного класса с учетом числа его возможных изомеров). [c.9]

В предыдущих главах рассматривались основные спектроскопические методы выяснения структуры органических соеди-неиений, базирующиеся на поглощении электромагнитного излучения. Начиная примерно с 1960 г., в дополнение к этим методам все шире используется принципиально иной физический метод - масс-спектрометрия. Основой масс-спектрометрии являются разделение ионов по величинам т/г (отношения массы к заряду) и измерение населенностей (интенсивностей) ионов каждого типа. Популярность метода легко объяснима, поскольку он позволяет определить молекулярную массу и молекулярную формулу практически любого вещества, расходуя ва это ничтожное количество образца.) Кроме того, осколочные ионы несут полезную информацию о структуре изучаемого вещества.- Масс-спектрометрия постоянно развивается как в инструментальном аспекте, так и в отношении методов ионизации, благодаря чему стало возможным регистрировать масс-спектры подавляющего большинства органических веществ, а в последние годы даже высокомолекулярных, термически неустойчивых и нелетучих соединений, например пояи-пептидов и белков с молекулярной массой более 10000. Эта глава посвящена интерпретации масс-спектров и их применению для определения строения органических веществ. [c.176]

Понятие о радикале, введенное в химию Лавуазье в 1785 г., оказало, как уже отмечалось выше, значительное влияние па развитие теории органической химии в начале XIX века. Поэтому в этот период были сделаны многочисленные попытки выделить радикалы в свободном несвязанном состоянии. В 1815 г. Гей-Люссак получил циан — газообразное вещество с эмпирической формулой СН, который впоследствии был принят за радикал синильной кислоты H N. Бунзен, работая с органическими соединениями мышьяка (1841 г.), выделил очень реакционноспособное вещество какодил (СНз)2А8, которому также приписывали строение радикала. Наконец, Франкланд (1848—1850 г.г.) при обработке йодистого этила 2H5J цинком получил этил , а Кольбе при электролизе уксуснокислого калия — метил . После признания (благодаря работам Канницаро 1856 г.) значения закона Авогадро и вытекающего из него метода определения молекулярных весов стало ясным, что все формулы свободных радикалов следует удвоить метил в действительности является этаном, этил—бутаном, а циан и какодил представляют собой КС—СК и <СН,)аА8—А8 СНз)г. Теория валентности (1857 г.), установившая неизменную четырех- [c.365]

Непосредственным выводом из данной работы Митчерлиха было то, что объемный метод не может служить однозначным критерием для определения атомного веса элементов или молекулярного веса соединений. Таким образом, Митчерлих, допуская только одну дискретную частицу строения газообразных веществ — атом, вполне естественно пришел к доказательству несостоятельности гипотезы об одинаковом числе частиц в одинаковом объеме газа. Он, как и другие химики, рассматривал это как несостоятельность гипотезы Авогадро. Но Митчерлих одновременно признавал существавание каких-то определенных простых соотношений между числом атомов и объемом газообразных веществ. На это указывали работы Гей-Люссака и Дюма по определению плотности пара органических веществ. Если ни Дюма, ни Митчерлих не сумели сделать правильных выводов из своих исследований, то они во всяком случае сыграли положительную роль уже тем, что привлекли внимание химиков к тому факту, что существуют. какие-то закономерности между объемами газообразных веществ и их молекулярными формулами. [c.88]

Своего рода переворот во взглядах на причины специфичности иммунохимических реакций начался с работ Ландштейнера (Landsteiner, LampI, 1917), предложившего метод получения антисыворотки против веществ, содержащих определенные химические группировки известного состава и строения. Очень важно, что к этому времени методы рентгеноструктурного анализа дали возможность подтвердить, что молекулы органических веществ действительно имеют пространственные формы, отвечающие их структурным формулам. [c.654]

Определение строения. Рассмотренное в предыдущем параграфе определение суммарной (эмпирической) формулы органического вещества составляет лишь начало его исследования. Следующий этап заключается в установлении структурной формулы. Большую помощь в этом оказывают современному исследователю различные физико-химические методы (см. ниже). Однако в принципе задачу установления строения можно решить и чисто химическим путем. Покажем это на конкретном примере вещества, для которого в предыдущем параграфе была установлена эмпирическая формула С4Н6О2. [c.474]

Открытие стереоизомерии показало, что в определенных случаях и структурная формула не полностью характеризует органическое вещество чтобы охарактеризовать стереоизомеры, необходимо знать их пространственную конфигурацию. При этом исторически сложилось так, что слово конфигурация вошло в органическую химию как довольно узко ограниченное понятие. Говоря о конфигурации, имеют в виду пространственную группировку вокруг центра, обуславливающего возможность существования зеркальных форм или цыс-грамс-изомеров. Таким образом, знание конфигурации не равноцешю раскрытию точной пространственной структ ы всей молекулы в целом. Когда же развитие новых методов иссле, ния позволило получать более детальные данные о пространственй м строении органических молекул в целом вне связи с особыми точками , с оптической и геометрической изомерией, понадобилось новое понятие выражающее новые особенности пространственного строения так появилось представление о конформации. [c.38]

Понятие парахор , предложенное в работе [167], представляет собой важную характеристику молекулярного строения вещества. Для органических жидкостей парахор не зависит от температуры. Имеется много работ, посвященных экспериментальному и теоретическому изучению парахоров различных веществ, предложены новые, более общие зависимости парахора от молекулярных параметров [168—171]. Поскольку эта величина обладает свойством аддитивности, парахоры сложных соединений можно вычислять по парахорам отдельных атомов и связей, вводя поправки на структурные парахоры, значения которых табулированы. Это дает возможность рассчитывать значение у по формуле (11.27). Так, по значениям плотности и поверхностного натяжения жидких полиэфирдиолов, измеренным методом максимального давления в пузырьке, вычисляли парахор [172] и сравнивали это значение с расчетным, определенным по правилу аддитивности из табличных значений. Удовлетворительное совпадение расчетного и экспериментального значений парахора дало основание сделать заключение о возможности производить определение у для полимеров, пользуясь табличными значениями парахоров [98, 171—175]. Действительно, рассчитанные по парахорам значения поверхностных натяжений жидких полимеров иногда хорошо совпадают с экспериментальными [172, 176]. Что касается возможности расчета поверхностной энергии твердых полимеров по формуле (П.27) с использованием табличных значений парахоров, то этот вопрос, по-видимому, не может быть решен однозначно. В ряде случаев [175] значения у полимеров, найденные по формуле (11.27), совпадали со значениями у, полученными другими методами (см. табл. II.2). Однако, например для полиизобутилена, совпаде ние расчетных и экспериментальных значений у име.т1и место только для низкомолекулярных фракций [177]. К тому же следует добавить, что значения у, рассчитанные по формуле (11.27) различными авторами, существенно различаются [174, 175]. Очевидно, методика расчета у по (11.27) с учетом структурных инкрементов циклов и связей далека от совершенства. [c.71]

Период от А. Л. Лавуазье до возникновения теории химического строения характеризуется появлением и совершенствованием методов количественного анализа органических соединений. Установлением количественного элементного состава ряда соединений был заложен фундамент научного здания органической химии [1, стр. 41]. Лавуазье указал правильный путь, определив количества углекислоты и воды (последнюю — косвенным путем), об-разуюш иеся при полном сгорании навески данного вещ ества. Метод не был точным, но химики, работавшие в этом направлении, получили ценные результаты. Усовершенствование его Ж. Л. Гей-Люссаком, Л. Тенаром, И. Берцелиусом, Ю. Либихом дало в руки исследователей простой и надежный способ определения состава. С развитием аналитического метода существенно менялись воззрения на органические соединения. Химики все более убеждались в том, что закон кратных отношений применим также и к последним, что формулы, вошедшие в употребление при изучении минеральных веществ, применимы и к органическим [2, стр. 107]. [c.213]

Физические измерения. Из других методов характеристики органических молекул лишь немногие заслуживают упоминания. Картина дифракции рентгеновых лучей от порошкообразных твердых кристаллических веществ в известном смысле дает дактилоскопический отпечаток вещества, так как две различные органические молекулы не могут давать картину, одинаковую во всех деталях. Картины дифракции, полученные от единичных кристаллов органических соединений, дали возможность кристаллографам прийти к детальным (в трех измерениях) структурным формулам соединений, строение которых прежде не было известно. Расчеты, необходимые для определения структуры таким методом, представляют собой огромный труд, и данный метод применяется только в случае необычных или важных соединений. [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология