溶劑概述
對化學反應中溶劑的種類和作用做概述,以及溶劑效應在紫外,熒光,紅外,核磁波譜和液相色譜中的作用。
溶劑的定義
溶劑是一種可以溶化固體,液體或氣體溶質的液體,繼而成為溶液,最常用的溶劑是水。
溶劑的分類
溶劑按化學組成分為有機溶劑和無機溶劑。
有機溶劑是一大類在生活和生產中廣泛應用的有機化合物,分子量不大,常溫下呈液態。有機溶劑包括多類物質,如,鏈烷烴、烯烴、醇、醛、胺、酯、醚、酮、芳香烴、氫化烴、萜烯烴、鹵代烴、雜環化物、含氮化合物及含硫化合物等等,多數對人體有一定毒性。(本文主要概述有機溶劑在化學反應以及波譜中的應用)
溶劑效應的定義
rongjixiaoyingshizhirongjiduiyufanyingsulv,pinghengshenzhifanyingjilideyingxiang。rongjiduihuaxuefanyingsulvchangshudeyingxiangyilaiyurongjihuafanyingfenzihexiangyingrongjihuaguodutaidexiangduiwendingxing。
如何看出溶劑效應
色譜圖上較早洗脫的峰扭曲變形或者開叉,與此同時較晚洗脫的峰則較為尖銳與對稱,這些現象顯示一個比較特殊的起因――樣品溶液的溶劑很可能強於流動相。例如樣品溶液的溶劑是100% 乙腈(100%的強溶劑),而流動相的組成則較弱,18%的乙腈與72%deshui。diyigefengshikaichade,bingqieyudiergefengxiangbi,mingxiandibiankuanle。dangyangpinrongyederongjibianchengliudongxiangshi,suoyoudefengxingdougaishanle,qiebiandejianrui。
解析溶劑效應
當樣品進樣時,有可能出現峰展寬,最佳的樣品溶液組成和體積將會保持在10%甚至更低,在這個例子裏,當樣品溶劑與流動相溶劑強度不同時,換句話來說,也就是樣品未用流動相溶解,因此,有些樣品分子溶解在強溶劑中(100%ACE),並隨強溶劑流過柱子,而有些則溶解在流動相中,從而導致峰分叉。
當(dang)樣(yang)品(pin)與(yu)流(liu)動(dong)相(xiang)強(qiang)度(du)相(xiang)差(cha)較(jiao)小(xiao),進(jin)樣(yang)影(ying)響(xiang)也(ye)會(hui)小(xiao),第(di)一(yi)個(ge)峰(feng)可(ke)能(neng)會(hui)寬(kuan)於(yu)第(di)二(er)個(ge)峰(feng),而(er)當(dang)這(zhe)種(zhong)展(zhan)寬(kuan)導(dao)致(zhi)必(bi)要(yao)的(de)分(fen)離(li)度(du)降(jiang)低(di)時(shi),這(zhe)樣(yang)情(qing)況(kuang)應(ying)引(yin)起(qi)注(zhu)意(yi),例(li)如(ru),使(shi)用(yong)一(yi)根(gen)短(duan)柱(zhu)和(he)5UL進樣這與最佳進樣體積4UL相近,用了極性更強的溶劑導致分離度明顯的降低。
如何避免溶劑效應
盡量用流動相來溶解樣品,對於梯度洗脫,采用初始的流動相比例
對於在流動相中溶解度小,必須用強溶劑的時候,減少進樣體積以消除溶劑效應的影響。
溶劑效應在紫外,熒光,紅外,核磁中的影響與應用
1、溶劑效應在紫外吸收光譜中的應用
有(you)機(ji)化(hua)合(he)物(wu)紫(zi)外(wai)吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)的(de)吸(xi)收(shou)帶(dai)波(bo)長(chang)和(he)吸(xi)收(shou)強(qiang)度(du),與(yu)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)溶(rong)劑(ji)有(you)密(mi)切(qie)關(guan)係(xi)。通(tong)常(chang),溶(rong)劑(ji)的(de)極(ji)性(xing)可(ke)以(yi)引(yin)起(qi)譜(pu)帶(dai)形(xing)狀(zhuang)的(de)變(bian)化(hua)。一(yi)般(ban)在(zai)氣(qi)態(tai)或(huo)者(zhe)非(fei)極(ji)性(xing)溶(rong)劑(ji)(如,正己烷)中(zhong),尚(shang)能(neng)觀(guan)察(cha)到(dao)振(zhen)動(dong)躍(yue)遷(qian)的(de)精(jing)細(xi)結(jie)構(gou)。但(dan)是(shi)改(gai)為(wei)極(ji)性(xing)溶(rong)劑(ji)後(hou),由(you)於(yu)溶(rong)劑(ji)與(yu)溶(rong)質(zhi)分(fen)子(zi)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)增(zeng)強(qiang),使(shi)譜(pu)帶(dai)的(de)精(jing)細(xi)結(jie)構(gou)變(bian)得(de)模(mo)糊(hu),以(yi)至(zhi)完(wan)全(quan)消(xiao)失(shi)成(cheng)為(wei)平(ping)滑(hua)的(de)吸(xi)收(shou)譜(pu)帶(dai)。這(zhe)一(yi)現(xian)象(xiang)稱(cheng)為(wei)溶(rong)劑(ji)效(xiao)應(ying)。例(li)如(ru),苯(ben)酚(fen)在(zai)正(zheng)庚(geng)烷(wan)溶(rong)液(ye)中(zhong)顯(xian)示(shi)振(zhen)動(dong)躍(yue)遷(qian)的(de)精(jing)細(xi)結(jie)構(gou),而(er)在(zai)乙(yi)醇(chun)溶(rong)液(ye)中(zhong),苯(ben)酚(fen)的(de)吸(xi)收(shou)帶(dai)幾(ji)乎(hu)變(bian)成(cheng)平(ping)滑(hua)的(de)曲(qu)線(xian)。
2、溶劑效應在分子熒光光譜中的影響
溶劑的影響可以分為一般溶劑效應和特殊溶劑效應,前者指的是溶劑的折射率和介電常數的影響;houzhezhideshiyingguangtiherongjifenzijiandeteshuhuaxuezuoyong,ruqingjiandeshengchenghehuaxuezuoyong。yibanrongjixiaoyingshipubiande,erteshurongjixiaoyingzejuedingyurongjiheyingguangtidehuaxuejiegou,rongjiheyingguangtidexianghuzuoyongduiyingguangtijifataihejitainengliangchachanshengyingxiang。
3、溶劑效應對紅外光譜圖的影響
當(dang)溶(rong)劑(ji)和(he)溶(rong)質(zhi)締(di)合(he)時(shi),可(ke)改(gai)變(bian)溶(rong)質(zhi)分(fen)子(zi)吸(xi)收(shou)帶(dai)的(de)位(wei)置(zhi)和(he)強(qiang)度(du)。由(you)於(yu)溶(rong)劑(ji)的(de)種(zhong)類(lei)不(bu)同(tong),同(tong)一(yi)物(wu)質(zhi)與(yu)溶(rong)劑(ji)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)也(ye)就(jiu)不(bu)同(tong),所(suo)測(ce)得(de)的(de)吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)固(gu)然(ran)也(ye)不(bu)同(tong)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo),極(ji)性(xing)基(ji)團(tuan)(如,—NH2,—OH等)deshensuozhendongpinlvsuirongjidejixingzengdaerxiangdiboshuweiyi,qiangduyezengda。youcikeyikanchu,tongyizhonghuahewuzaibutongderongjizhong,yinweirongjidegezhongyingxianghuishihuahewudetezhengpinlvfashengbianhua。yinci,zaihongwaiguangpudeceliangzhongyingjinliangcaiyongfeijixingrongji。changyongderongjiyouCCl4,CS2等。配製的溶液要使其透過率在20%~60%之間。
4、溶劑效應在核磁共振波譜中的影響
同一種樣品,使用不同的溶劑,化學位移值可能不同,這種因溶劑不同而引起化學位移值改變的效應稱為溶劑效應。對於—OH,—SH和—NH等活潑氫而言,溶劑效應非常強烈。實踐證明,CCl4和CDCl3等溶劑對化合物的 值基本上沒有影響。例如,與碳相連的質子用60MHz的儀器測定,在CCl4中僅差+6Hz,但若選用芳香性試劑,如,苯,吡啶,則能引起值30Hzdebianhua。zheshiyouyujuyougaodude礠gexiangyixingxiaoyingdefangxiangrongjifenziyuyangpinfenzidepengzhuanghuichanshengshunjiandeluohewu,zheyangjiubayigegexiangyixingdefangxianghuanyinrufenzi,zheshiyangpinfenzizhong,mouxiezhiziweiyufangxianghuandequpingbiqu,mouxiezhiziweiyupingbiqu,congershizhizidezhifashengbianhua。liru,N,N-二甲基甲酰胺由於氮原子上的孤對電子對和羰基共軛,使得C-N鍵具有部分雙鍵的性質:
致使C-N鍵不能自由旋轉,兩個甲基在空間的相對位置也就被固定了,所以他們的質子的化學位移不同。
5、溶劑效應在液相色譜中的影響
樣品溶液的溶劑強度強於流動相溶劑強度時可能會造成的峰展寬、峰分叉現象。現象:色譜圖上較早洗脫的峰扭曲變形或者開叉,與此同時較晚洗脫的峰則較為尖銳與對稱,這些現象顯示一個比較特殊的起因――樣品溶液的溶劑很可能強於流動相。例如樣品溶液的溶劑是100%乙腈(100%的強溶劑),而流動相的組成則較弱,18%的乙腈與72%deshui。diyigefengshikaichade,bingqieyudiergefengxiangbi,mingxiandibiankuanle。dangyangpinrongyederongjibianchengliudongxiangshi,suoyoudefengxingdougaishanle,qiebiandejianrui。
解釋:當樣品進樣時,有可能出現峰展寬,最佳的樣品溶液組成和體積將會保持在10%甚(shen)至(zhi)更(geng)低(di),在(zai)這(zhe)個(ge)例(li)子(zi)裏(li),當(dang)樣(yang)品(pin)溶(rong)劑(ji)與(yu)流(liu)動(dong)相(xiang)溶(rong)劑(ji)強(qiang)度(du)不(bu)同(tong)時(shi),換(huan)句(ju)話(hua)來(lai)說(shuo),也(ye)就(jiu)是(shi)樣(yang)品(pin)未(wei)用(yong)流(liu)動(dong)相(xiang)溶(rong)解(jie),因(yin)此(ci),有(you)些(xie)樣(yang)品(pin)分(fen)子(zi)溶(rong)解(jie)在(zai)強(qiang)溶(rong)劑(ji)(100%ACE),bingsuiqiangrongjiliuguozhuzi,eryouxiezerongjiezailiudongxiangzhong,congerdaozhifengfencha。dangyangpinyuliudongxiangqiangduxiangchajiaoxiao,jinyangyingxiangyehuixiao,diyigefengkenenghuikuanyudiergefeng,erdangzhezhongzhankuandaozhibiyaodefenlidujiangdishi,zheyangqingkuangyingyinqizhuyi,lirushiyongyigenduanzhuhe5UL進樣,這與最佳進樣體積4UL相近,用了極性更強的溶劑導致分離度明顯的降低。
避免的方法:jinliangyongliudongxianglairongjieyangpin,duiyutiduxituo,caiyongchushideliudongxiangbili。duiyuzailiudongxiangzhongrongjieduxiao,bixuyongqiangrongjideshihou,jianshaojinyangtijiyixiaochurongjixiaoyingdeyingxiang。
結語
對於等級性過濾態和自由基過濾態反應,溶劑效應較小;對(dui)於(yu)偶(ou)極(ji)過(guo)渡(du)態(tai)反(fan)應(ying),溶(rong)劑(ji)效(xiao)應(ying)較(jiao)大(da),例(li)如(ru)非(fei)質(zhi)子(zi)偶(ou)極(ji)溶(rong)劑(ji)的(de)特(te)點(dian)是(shi)正(zheng)端(duan)藏(zang)於(yu)分(fen)子(zi)內(nei)部(bu),負(fu)端(duan)露(lu)於(yu)分(fen)子(zi)外(wai)部(bu),負(fu)端(duan)可(ke)以(yi)與(yu)正(zheng)離(li)子(zi)起(qi)作(zuo)用(yong),而(er)正(zheng)端(duan)卻(que)不(bu)能(neng)與(yu)負(fu)離(li)子(zi)起(qi)作(zuo)用(yong),因(yin)此(ci),在(zai)非(fei)質(zhi)子(zi)溶(rong)劑(ji)中(zhong),用(yong)負(fu)離(li)子(zi)作(zuo)為(wei)試(shi)劑(ji)時(shi),由(you)於(yu)它(ta)不(bu)被(bei)溶(rong)劑(ji)分(fen)子(zi)包(bao)圍(wei),可(ke)以(yi)很(hen)容(rong)易(yi)地(di)進(jin)行(xing)反(fan)應(ying),成(cheng)為(wei)加(jia)快(kuai)反(fan)應(ying)速(su)度(du)的(de)重(zhong)要(yao)手(shou)段(duan)。由(you)於(yu)溶(rong)劑(ji)效(xiao)應(ying)的(de)存(cun)在(zai),在(zai)波(bo)譜(pu)和(he)液(ye)相(xiang)色(se)譜(pu)中(zhong)應(ying)當(dang)選(xuan)擇(ze)好(hao)溶(rong)劑(ji)。
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