混合物系統(tǒng)分析課件-01

混合物系統(tǒng)分析石油化工學院學習目的：本課程是化學化工類學生在完成化學和化學工程基本課程學習以后，系統(tǒng)學習如何對復雜樣品綜合分析，為解決工業(yè)生產、科學研究、產品開發(fā)中遇到的實際問題打下堅實的基礎。通過學習，了解如何從復雜樣品的剖析特點和要求入手，應用分析化學中現(xiàn)代分離與純化技術、結構測定與成分分析技術、表面與形貌分析技術等，實現(xiàn)對生產生活中復雜樣品結構、性質的分析。主要內容：1.緒論：剖析方法的特點、剖析研究的一般程序、剖析與合成、加工、應用研究的關系。2.復雜樣品的分離與純化：化學分離法、色譜分離法、薄層色譜法、高效液相色譜法、低壓液相色譜法、離子色譜法、氣相色譜法。3.樣品的元素組成與分子結構分析：用原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜、X射線熒光光譜、電子探針分析、X射線衍射分析、電子能譜分析元素組成。紫外-可見光譜法、紅外光譜法、拉曼光譜法、質譜、核磁共振波譜、聯(lián)機分析法測定有機分子結構。4.復雜樣品剖析實例一：表面活性劑的剖析；5.復雜樣品剖析實例二：高分子材料的剖析；教學安排：32學時，2.0學分參考書目：[1]董慧茹.復雜物質剖析技術.化學工業(yè)出版社，2004.[2]王敬尊.復雜樣品的綜合分析——剖析技術概論.化學工業(yè)出版社，1999.考核方式開卷考試，綜合學生的平時成績和考試成績給出總評成績。第一章緒論第一節(jié)：剖析工作的特點和作用一、剖析工作的特點：

1、剖析對象的多樣性：市場商品；材料科學；環(huán)境科學；生命科學；能源科學；大多數(shù)屬于復合材料，一般由無機、有機、高分子等多種化合物成分構成。常量、微量、痕量并存。加工、存貯、應用等過程中發(fā)生的變化。2、剖析方法的綜合性：現(xiàn)代分析科學中包含的分析方法：

元素分析；結構分析；成分分析；生化分析……熟悉和采用最新的分析儀器及方法，提供更豐富、準確的結構與成分信息，是提高剖析工作效率和準確性的重要措施，所以完善的儀器設備和綜合分析能力是做好剖析工作的重要基礎。3、分析過程的復雜性樣品的復雜性剖析要求的特殊性剖析過程主要分為：

1、樣品中個組分逐一分開的分離、純化過程；

2、對分離開的各組分進行定性、定量、及結構鑒定的分析過程；

3、對推測的結構進行合成、加工及性能評價的過程。剖析過程的復雜性二、剖析工作的作用：在新產品研發(fā)過程中的應用；

根據(jù)剖析給出的結構和組成信息，通過自己的合成與加工工藝研究來開發(fā)新產品。在商品質檢過程中的應用；

鑒別假冒偽劣產品，維護消費者權益。在環(huán)境污染物鑒定中的作用；

了解環(huán)境污染程度、確定污染物種類（追溯污染源），更好的預防和治理。三、剖析的局限性在實踐中發(fā)現(xiàn)，人工合成及復配的的產品容易剖析，天然產物剖析難度大；即使剖析結果很完整，也可能無法制成預期性能的產品。原因如下：

1、關鍵組分變化、難以捕捉準確信息；

2、系統(tǒng)誤差：人員素質、儀器靈敏度等；

3、工藝限制導致產品性能差別。（結晶、聚合）例子：確定目標分子怎么合成？怎么純化？怎么表征？純物質的性質通常需要確定哪些？

點板子（薄層色譜）重結晶核磁、質譜、元素分析、紅外、紫外、晶體結構合成及表征：將二茂鐵甲酸以CHCl2/CH3OH(3:1v/v)重結晶得到深紅色針狀晶體。氮氣保護下向10g(43.5mM)干燥的二茂鐵甲酸中加入200ml以金屬鈉處理過的無水甲苯，再分批加入研細的PCl5粉末(9.05g,43.5mM)，常溫下攪拌2h，可見溶液由橙紅色懸濁液逐漸澄清，呈深紅色。先濾去未反應完的PCl5及亞磷酸等副產物，在55°C下減壓蒸除溶劑甲苯，得到鮮紅色細小晶粒二茂鐵甲酰氯[47]。該化合物不太穩(wěn)定，盡快投入下一步反應。將得到的二茂鐵甲酰氯溶于二氯甲烷中，用滴管將其加入疊氮鈉的飽和水溶液中(疊氮鈉過量，摩爾比約為：FcCOOH:NaN3=1:2.64)。在冰水浴中攪拌2h，然后常溫攪拌8-10h。用二氯甲烷萃取，收取有機相，再加入適量的無水硫酸鎂干燥3-4h，濾除硫酸鎂。在15°C的水浴中用旋轉蒸發(fā)儀蒸除二氯甲烷，得暗紅色晶粒為二茂鐵甲?；B氮，稱量得到8g產物(產率72%)。測熔點為83-84°C，TLC檢測為一個點，所用展開劑為石油醚:乙酸乙酯＝4:1(V/V)，Rf=0.4。氮氣保護下，于二茂鐵甲?；B氮(2.0g,7.8mmol)中加入無水甲苯(30mL)，加熱回流1h，稍冷卻至60°C后緩慢滴加用甲苯稀釋的三氨乙基胺(0.32g,2.2mmol)的溶液，立即得到大量的黃色沉淀。繼續(xù)攪拌2h后冷卻至室溫，抽濾得到淺黃色粉末1.62g(產率90%)，用CHCl3/CH3OH(2:1v/v)重結晶得到橘黃色塊狀晶體。測熔點為169-170°C，TLC檢測為一個點，所用展開劑為CH2Cl2:EtOH=6:1(V/V)，Rf=0.4。其表征數(shù)據(jù)如下：X-4DigitalVisionMP熔點儀1HNMR(400MHz,DMSO-d6,25°C,TMS):

=2.55(t,J=6.0Hz,6H,urea-CH2CH2

),3.13(m,6H,urea-CH2

),3.89(s,6H,Fc-H2,H3),4.09(s,15H,Fc-H5),4.44(s,6H,Fc-H1,H4),6.02(s,3H,CH2NH),7.62(s,3H,Fc-NH

),8.32(s,1H,CHCl3);

氫譜：碳譜：13CNMR(100MHz,DMSO-d6,25°C,TMS):37.77(NCH2CH2

),54.29(urea-CH2

),60.08(Fc-C2,C3),63.23(Fc-C1,C4),68.52(Fc-C6),97.85(Fc-C5),155.82(C=O),79.13(CHCl3).

高分辨超導核磁共振譜儀受體L1的傅里葉變換紅外表征

FT-IR(KBr,cm

1):3312(νN

H),3090,2921,2817,1644(νsC=O),1566(δN

H,νC

N),1489(δC

H),1250,1105,817(γC

HinFc)

傅立葉變換顯微紅外光譜儀

電噴霧質譜：ESI-MS:m/z(%):828.5(50)([L1+H]+),414.5(100)([L1+2H]2+)

電噴霧質譜元素分析：Elementar

VarioEL

Elementalanalysiscalcd(%)forC39H45Fe3N7O3

0.3CHCl3(862.54):C,54.68;N,11.36;H,5.29;found:C,54.83;N,11.71;H,5.34(溶劑分子

CHCl3

在晶體中的存在通過NMR和X-ray單晶衍射都可以證明)

單晶結構解析配合物1和2的X-射線衍射數(shù)據(jù)在BrukerSMARTAPEXⅡ單晶X-射線衍射儀上完成。用經過石墨單色器單色化的MoKα射線(λ=0.71073?)，在293K下以ω/2θ掃描方式收集衍射數(shù)據(jù)。運用SADABS程序進行經驗吸收校正。應用SHELXS程序直接法解析結構。所有非氫原子采用SHELXL程序全矩陣最小二乘法進行各向異性精修，與其相連接的氫原子都由理論加氫程序找出(熱參數(shù)當量1.2倍于其連接的母體非氫原子)。晶體數(shù)據(jù)結構如下：C39H45Fe3N7O3

CHCl3

H2O(964.75),黃色塊狀，空間群P

1,a=11.793(6),b=13.894(7),c=14.619(8)?,α=111.399(8)°,β=103.051(9)°,γ=91.940(9)°,V=2155(2)?3,T=293(2)K,Z=2,Dc=1.487g/cm3,F000=995,μ=1.231mm

1,10824reflectionscollected,7520unique(Rint=0.028),no.ofobservedreflections