Курс органической химии - Каррер П.
Скачать (прямая ссылка):
Состав и анализ органических соединений 1
Как мы уже указывали, Лавуазье и Берцелиус впервые установили, что при построении органической материи важнейшую роль играют элементы углерод, водород, кислород и азот. Поэтому их иногда называют органогенными элементами. Однако в природных органических соединениях могут встречаться также и другие элементы; так, например, во многих видах белка содержится сера; в лецитинах и фосфатидах (составных частях клеточного ядра и нервной ткани)—фосфор, в гемоглобине — железо, в хлорофилле — магний, в синей крови артроподов и некоторых моллюсков — комплексно связанная медь.
С помощью синтетических методов в настоящее время большинство химических элементов можно «органически» связать, т. е. соединить с атомами углерода. В последующих главах мы познакомимся с большим числом подобных соединений.
Качественное определение элементов в органических молекулах
а) Открытие углерода и водорода. Многие органические соединения, например бензол и ацетилен, горят сильно коптящим пламенем. Наличие углерода в этих соединениях можно обнаружить по образованию сажи, т. е. по выделению углерода. Этот способ открытия углерода не является, однако, достаточно надежным, так как очень многие органические вещества горят несветящимся и некоптящим пламенем, а некоторые, например хлороформ и четыреххлористый углерод, вообще не воспламеняются.
Присутствие углерода и водорода можно всегда открыть, если прокаливать сухое вещество в смеси с измельченной окисью меди или хроматом свинца, в результате чего углерод сгорает до двуокиси углерода, а водород до воды. Образование воды обнаруживают по появлению капель, а двуокись углерода открывают обычным способом с помощью гидрата окиси бария.
б) Открытие азота. Многие органические азотсодержащие соединения при нагревании с сухими щелочами (лучше всего с натронной известью) отщепляют азот в виде аммиака, который определяют затем обычными способами (по запаху, с помощью реактива Несслера или нитратом закиси ртути). Область применения этого способа достаточно широка, но ограничена все же определенными классами азотсодержащих соединений.
' К. Н. Bauer Die organische Analyse, Leipzig. 1950 [К. Бауэп Анализ od ческих соединении Издатинлит 1953.]; М. Dennstedt, Anleitung^??"einfa Elementaranalyse, Hamburg, 1947. 1 "ь iul vertmid
Количественный органический анализ
5
: Обшепрнменимым для открытия азота является способ Лассеня. По этому способу -~0,1 г органического вещества сплавляют в неболь1 шой пробирке с "кусочком металлического натрия (или калия) величиной с горошину и сильно нагревают. Углерод и азот, входящие в состав органического вещества, соединяются с натрием, образуя цианид натрия:
-ь С + N --> №СМ
Сплав растворяют в воде, прибавляют небольшое количество соли двухвалентного железа н нагревают. Цианид натрия, взаимодействуя с солью железа, образует цианид железа, который, соединяясь еще с четырьмя молекулами цианида натрия, превращается в железистосинеро-дистый натрий: „'лМ
2NaCN + РеБО., Ма05О.| 4- Ре (СМ)»
Ре (С\)2 + 4^0\Г -> [Ре (СКТ)0] Кта4
После подкпеления раствора и добавления к нему хлорида окисного железа образуется синий осадок или, в случае сильного разведения, появляется синее окрашивание раствора вследствие образования берлинской лазури:
3 [Ре (С.\')6] К"а4 + 4РеС!3 —> [Ре (СХ)6]3 Ре4 + 12МаС1
берлинская лазурь
Положительный результат реакции доказывает присутствие в исследуемом веществе азота.
Реакция Лассеня иногда оказывается непригодной; это бывает в тех случаях, когда азот в органическом соединении связан настолько слабо, что при нагревании улетучивается еще до сплавления вещества и поэтому не вступает в реакцию с натрием и углеродом. Недавно Файгль описал очень чувствительный и надежный метод обнаружения азота. При нагревании любого сухого азотсодержащего вещества с пиролюзитом (а также с Мп20з, РЬ304, С02О3) образуются пары азотистой кислоты, окрашивающие фильтровальную бумагу, смоченную реактивом Грисса (смесь 1%-ного раствора сульфаниловон кислоты в 30%-нон уксусной кислоте с 0,1%-ным раствором а-нафтиламина в 30%-ной уксусной кислоте), в красный цвет. Методами капельного анализа можно обнаружить 0,2 цг органически связанного азота
Количественный органический анализ
В течение последних десятилетий в области количественного элементарного анализа произошли существенные изменения. Макроанализ, требующий больших количеств вещества, часто оказывается непригодным при разработке ряда проблем, например при исследовании природных соединений и поэтому он все в большей степени вытесняется микроанализом.
В 1912 г. перед Преглем возникла необходимость провести анализ с очень незначительным'количеством вещества. Для этой цели он видоизменил обычные методы макроанализа, так что оказалось возможным получать удовлетворительные результаты с навесками 7—12 мг. Позднее ему удалось усовершенствовать разработанные им методы, и с 3— 5 мг вещества получались столь же точные результаты.
Это послужило толчком к развитию микроанализа, правда, сначала довольно медленными, но затем вес ускоряющимися темпами.
