Якісні реакції на функціональні групи органічних сполук
1. Визначення кратних зв’язків
Визначення кратних зв’язків в органічних сполуках базується на реакціях приєднання. В якості вихідної сполуки, що містить подвійний зв’язок С=С, можна використати звичайну рослинну олію.
1.1. Реакція з бромом: 5 % розчин брому в хлороформі додають краплинами (2-3 краплини) до 0,2-0,5 мл досліджуваної речовини. Якщо сполука містить кратний зв’язок, відбувається миттєве знебарвлення за рахунок реакції приєднання.
Виділення туману (HBr) або повільне знебарвлення вказує на те, що скоріше за все відбувається реакція заміщення або окислення, характерна для альдегідів, кетонів, фенолів, амінів, тощо. Проведення проби у водному розчині звичайно не дозволяє розрізнити реакції приєднання та заміщення.
1.2. Реакція з перманганатом калію: До 0,2-0,5 мл досліджуваної сполуки або до 0,1 г досліджуваної сполуки, що розчиняють у воді або ацетоні (має бути чистим, не знебарвлювати перманганат), додають краплинами (5-10 краплин) 0,02 % водний розчин KMnO4 і чекають 2-5 хвилин.
Пробу вважають негативною, якщо знебарвлюється не більше 3 краплин перманганату. Заважають всі сполуки, що легко окислюються: альдегіди, феноли, тощо.
2. Визначення спиртів та фенолів
Визначення базується на реакціях заміщення спиртової групи (реакція 2.1), комплексоутворення (2.2 – 2.4) або електрофільного заміщення в ароматичному кільці фенолів (реакція 2.5)
2.1. Проба Лукаса: Застосовується для розрізнення первинних, вторинних та третинних спиртів (індивідуальні сполуки), що розчиняються у реагенті (до 5 атомів С у молекулі). До 1 мл сполуки додають 6 мл реагенту та перемішують. Проба розчиняється. Через 5 хв оцінюють результат. Для третинних спиртів швидко утворюються 2 фази: реагент та хлоро-похідна.
R-OH + HCl = R-Cl + H2O
Для вторинних спиртів розчин мутнішає, а через певний час відокремлюються маленькі краплини хлорида. Для первинних спиртів розчин залишається прозорим (може потемніти). Проба Лукаса дозволяє лише розрізнити первинні, вторинні та третинні спирти, але її не можна використовувати для визначення спиртів у суміші з іншими сполуками.
Реактив Лукаса: розчин 0,5 г безводного ZnCl2 в 49 г концентрованої H2SO4.
2.2. Реакція з церійамонійнітратом: До 1 мл розчину (NH4)2Ce(NO3)6 додають 2 краплини концентрованого водного розчину досліджуваної сполуки. Якщо остання нерозчинна у воді, реактив розводять 1 мл діоксану, додають краплинами воду до утворення прозорого розчину та досліджувану сполуку. У присутності спиртів з’являється червоне забарвлення, фенолів – коричневе. Багатоатомні спирти швидко окислюються розчином реактиву, забарвлення зникає.
Заважають: аміни, сполуки що легко окислюються.
Реактив: (NH4)2Ce(NO3)6 розчиняють в 0,3 М HNO3 у розрахунку 50 г в 1 л.
2.3. Реакція з солями міді: 5-6 краплин або 0,05 г досліджуваної речовини розчиняють в 1 мл розведеного NaOH (1 моль/л) та додають декілька краплин розведеного CuSO4 (0,1 моль/л). Утворення прозорого блакитного розчину без осаду Cu(OH)2 вказує на наявність багатоатомного спирту.
Заважають: сполуки, що утворюють розчинні комплекси з міддю, зокрема аміни.
2.4. Реакція з хлоридом заліза: до 1 мл проби (1% водний або спиртовий розчин досліджуваної сполуки) додають 1-2 краплини 0,1% водного FeCl3. Поява яскравого забарвлення свідчить про наявність фенолів, енолів або гідрокси-похідних ароматичних гетероциклів.
Заважають: амінокислоти, оксими, гідроксамові кислоти.
2.5. Реакція з бромною водою: гідроксильна група відноситься до замісників І-го роду, вона активує ароматичне кільце до реакцій електрофільного заміщення. Тому бромування фенолів відбувається досить швидко і без каталізатора. До 1% водного або спиртового розчину досліджуваної сполуки краплинам додають бромну воду (5% розчин), спостерігають її знебарвлення:
Проходження реакції заміщення з бромною водою характерне для багатьох сполук: альдегідів, кетонів, ароматичних амінів, тощо