精细化学品分析与应用
2011-8
冶金工业出版社
张玉苍 编
195
《精细化学品分析与应用》主要介绍精细化学品分析中常用的分析方法，包括其原理和应用，具体有精细化学品的系统剖析、色谱法在精细化工中的应用、紫外.可见吸收光谱、红外吸收光谱、有机质谱、核磁共振氢谱等内容。《精细化学品分析与应用》可作为理工科、医学、农业类院校和师范大学本科生的专业教材，也可供从事精细化工、有机合成、医药中间体制备、染料、涂料、农药等领域的从业人员及科研工作者参考。
1绪论1.1 精细化学品的范畴和发展1.2 精细化学品分析的研究方法1.3 精细化学品分析的成就与发展2精细化学品的系统剖析2.1 剖析工作的特点及作用2.1.1 剖析工作的特点2.1.2 剖析工作的作用2.2 剖析工作的一般程序2.2.1 对样品有关信息的了解和调查2.2.2 对样品进行初步检查2.2.3 混合物中各组分的分离和提纯2.2.4 化合物结构的测定2.2.5 各组分的定性分析2.2.6 各组分的定量分析2.2.7 合成、加工和应用性能研究2.3 分离与纯化的方法2.3.1 分离原理2.3.2 理化分离法2.3.3 色谱法2.3.4 其他分离方法2.3.5 纯度鉴定2.4 分离与分析方法的选择2.4.1 选择分离方法的准则2.4.2 选择分离方法的因素2.4.3 分离的一般步骤3色谱法在精细化工中的应用3.1 引言3.2 色谱的分类3.2.1 按分离原理分类3.2.2 按两相的物态分类3.2.3 几种色谱方法的比较3.2.4 色谱理论3.2.5 色谱分析3.3 薄层色谱（TLC）3.3.1 薄层色谱的特点和基本原理3.3.2 薄层色谱的实验技术3.3.3 薄层色谱法的应用3.4 纸色谱3.4.1 纸色谱的基本原理3.4.2 纸色谱的实验技术3.4.3 纸色谱的应用3.5 柱色谱3.5.1 柱色谱基本原理3.5.2 吸附剂的选择3.5.3 溶剂的选择3.5.4 柱尺寸的选择3.5.5 流速3.5.6 操作方法3.6 气相色谱法3.6.1 气相色谱法理论3.6.2 气相色谱法的特点3.6.3 气相色谱仪3.6.4 气相色谱的固定相3.6.5 气相色谱分离操作条件的选择3.6.6 气相色谱的检测器3.7 高效液相色谱3.7.1 概述3.7.2 液相色谱理论3.7.3 液相色谱的固定相及流动相3.7.4 高效液相色谱装置3.7.5 硅胶色谱3.7.6 化学键合相色谱（反相色谱）4紫外-可见吸收光谮4.1 紫外，可见吸收光谱的基本知识4.1.1 引言5红外吸收光谱5.1 红外光谱的基本知识5.1.1 红外光谱的划分5.1.2 红外光谱的产生5.1.3 红外光谱图的特征5.1.4 红外光谱图的特点5.2 红外分子振动5.2.1 双原子分子的振动5.2.2 多原子分子的振动5.3 红外分子的基团特征频率和特征吸收峰5.3.1 基团特征频率与红外光谱区域的关系5.3.2 基团频率区5.3.3 指纹区5.4 频率位移的影响因素5.4.1 外部因素5.4.2 内部因素5.5 常见有机化合物的红外光谱图5.5.1 饱和烃及其衍生物5.5.2 烯烃和炔烃5.5.3 芳烃5.5.4 稠环芳烃和杂环化合物5.5.5 羰基化合物和累积双键化合物5.5.6 氮氧化合物5.6 红外光谱仪5.6.1 色散型红外光谱仪5.6.2 傅里叶变换红外光谱仪5.7 实验技术5.7.1 样品的制备5.7.2 载样材料的选择5.7.3 定量分析方法5.8 红外吸收光谱的应用5.8.1 红外光谱图解析步骤5.8.2 红外光谱的定性分析5.8.3 红外光谱的定量分析6有机质谱6.1 质谱的基本原理6.1.1 仪器简介6.1.2 质谱的表示方法6.1.3 分析样品的碎裂6.2 分子离子和同位素离子6.2.1 分子离子6.2.2 同位素离子6.3 质谱中的碎片离子6.3.1 单裂反应6.3.2 重排离子效应6.3.3 邻位效应反应6.4 质谱解析6.5 质谱技术的应用6.5.1 在石油、石油化工方面的应用6.5.2 在表面活性剂分析方面的应用6.5.3 在农药方面的应用6.5.4 在食品天然物提取物挥发油分析方面的应用7核磁共振氢谱7.1 核磁共振波谱基本原理7.1.1 自旋核在磁场中的行为7.1.2 饱和与弛豫7.1.3 玻耳兹曼分布7.2 化学位移7.2.1 化学位移7.2.2 标准参考样品7.2.3 影响化学位移的各种因素7.3 自旋，自旋耦合和耦合裂分7.3.1 自旋一自旋耦合的机理7.3.2 耦合常数7.3.3 一级图谱的耦合裂分规律7.3.4 高级图谱及简化7.4 核磁共振波谱仪7.4.1 磁铁7.4.2 探头7.4.3 扫描线圈7.4.4 射频源7.4.5 信号检测及记录处理系统7.5 实验方法
样品的组成是简单的还是复杂的，是选择分离方法的另一重要因素。组成简单的样品无论是成分分析还是结构分析都比较容易。剖析中的样品大多是复杂体系，必须选用多种分离方法。色谱法是分离多组分样品的首选方法，而色谱法中又有众多分支，可按样品性质及分析要求作出合理的选择。 分离过程总是反映了欲分离物质的宏观性质上的差别，而某些性质（如蒸气压、溶解度）则往往与组分的分子性质及其结构有关。一般说来，能影响分离方法选择的分子性质包括：相对分子质量、分子的体积与形状、偶极矩与极化率，分子电荷与化学反应性等。对于凝胶渗透、分子筛吸附、渗析、应用大环多元醚的萃取以及色谱等方法，涉及孔穴的大小，因此分子的形状和大小起着决定性作用，另外也要适当考虑化学反应性。而对离子交换、电泳、离子对缔合萃取等方法，分子电荷起主导作用，当然也要考虑到化学反应性、分子形状。而对蒸馏来说，决定性的是分子间的力，它与偶极矩和极化率有关，也还要考虑到分子形状和相对分子质量的大小。 样品的复杂性是与样品中组分数目有关的。表2-1中存在着两种极端情况：简单的和复杂的。到目前为止，只有色谱技术能一次将复杂的样品中各种组分彼此分离。 2.4.2.2分高的目的与要求 分离的目的是要考虑到随后的分析步骤是定性的还是定量的。定性分离的目的并不要求分离的高效率和方法的准确性，其主要目的是得到纯度足够结构分析用的样品；定量分析则要考虑分离方法的精密度和准确性。GC将是优先考虑的最适合于定量分析的分离方法，但是它所分离的组分必须具有挥发性。沉淀法尽管费时，但由于它适应性比较强，所以仍有广泛的用途，可用于各种不同类型的样品，它的随后分析方法常常是重量法。 样品的数量和某些组分的含量是选择分离方法时应考虑的因素之一，微量样品的分离要求采用微量实验技术，而大量样品中微量和痕量组分的分离则要求先进行富集，如萃取、吸附等，再进行纯化分离。分离的程度是选择分离方法时应考虑的另一因素，有些分析要求将样品中的各个组分彼此完全分开，而另一些分析则只要知道某一类物质的总量即可。例如，对于某一烃类混合物，当要求测定每种烃的含量时，选用气相色谱法最合适，若只要求测定混合物中烷烃和烯烃总量时，采用化学分离法即可。 被分离组分的含量和浓度会对分离方法的选择有影响，例如，微量组分的分离与富集往往采用各种色谱技术和萃取法。除此之外，也要考虑到分析方法要求的精密度与准确度。分析方法耍求的分离程度，即被分离物质的纯度，也是选择分离方法时要考虑的。有些分析要求把各组分一一分离开来，而另外一些情况下却不需一一分离，只要知道某一类物质的量即可。例如，对于一个烃类混合物来说，当要求测出每一种烃的含量时，GC是最合适的方法：但是如果只要求知道该样品中烷烃类总量、烯烃类总量时，就可以采用其他的分离方法。如要测定各个镧系元素的含量时，最好使用色谱技术，但当只要求测定镧系的总量时，就可选用沉淀或萃取等方法。 ……
