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%的de水shui。第di一yi個ge峰feng是shi開kai叉cha的de,並bing且qie與yu第di二er個ge峰feng相xiang比bi,明ming顯xian地di變bian寬kuan了le。當dang樣yang品pin溶rong液ye的de溶rong劑ji變bian成cheng流liu動dong相xiang時shi,所suo有you的de峰feng形xing都dou改gai善shan了le,且qie變bian得de尖jian銳rui。
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;後hou者zhe指zhi的de是shi熒ying光guang體ti和he溶rong劑ji分fen子zi間jian的de特te殊shu化hua學xue作zuo用yong,如ru氫qing鍵jian的de生sheng成cheng和he化hua學xue作zuo用yong。一yi般ban溶rong劑ji效xiao應ying是shi普pu遍bian的de,而er特te殊shu溶rong劑ji效xiao應ying則ze決jue定ding於yu溶rong劑ji和he熒ying光guang體ti的de化hua學xue結jie構gou,溶rong劑ji和he熒ying光guang體ti的de相xiang互hu作zuo用yong對dui熒ying光guang體ti激ji發fa態tai和he基ji態tai能neng量liang差cha產chan生sheng影ying響xiang。
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%的de水shui。第di一yi個ge峰feng是shi開kai叉cha的de,並bing且qie與yu第di二er個ge峰feng相xiang比bi,明ming顯xian地di變bian寬kuan了le。當dang樣yang品pin溶rong液ye的de溶rong劑ji變bian成cheng流liu動dong相xiang時shi,所suo有you的de峰feng形xing都dou改gai善shan了le,且qie變bian得de尖jian銳rui。
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),並bing隨sui強qiang溶rong劑ji流liu過guo柱zhu子zi,而er有you些xie則ze溶rong解jie在zai流liu動dong相xiang中zhong,從cong而er導dao致zhi峰feng分fen叉cha。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he5UL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:盡(jin)量(liang)用(yong)流(liu)動(dong)相(xiang)來(lai)溶(rong)解(jie)樣(yang)品(pin),對(dui)於(yu)梯(ti)度(du)洗(xi)脫(tuo),采(cai)用(yong)初(chu)始(shi)的(de)流(liu)動(dong)相(xiang)比(bi)例(li)。對(dui)於(yu)在(zai)流(liu)動(dong)相(xiang)中(zhong)溶(rong)解(jie)度(du)小(xiao),必(bi)須(xu)用(yong)強(qiang)溶(rong)劑(ji)的(de)時(shi)候(hou),減(jian)少(shao)進(jin)樣(yang)體(ti)積(ji)以(yi)消(xiao)除(chu)溶(rong)劑(ji)效(xiao)應(ying)的(de)影(ying)響(xiang)。
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;duiyuoujiguodutaifanying,rongjixiaoyingjiaoda,lirufeizhizioujirongjidetedianshizhengduanzangyufenzineibu,fuduanluyufenziwaibu,fuduankeyiyuzhengliziqizuoyong,erzhengduanquebunengyufuliziqizuoyong,yinci,zaifeizhizirongjizhong,yongfulizizuoweishijishi,youyutabubeirongjifenzibaowei,keyihenrongyidijinxingfanying,chengweijiakuaifanyingsududezhongyaoshouduan。youyurongjixiaoyingdecunzai,zaibopuheyexiangsepuzhongyingdangxuanzehaorongji。
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