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化学结构确定

作者:汇感农业百科  阅读:次  类别:农药卷

    运用物理和化学方法,对有机合成农药或天然生物源农药中有效成分的化学结构进行分析、测定、确证的过程。包括化学组成、分子量、分子式、所含化学官能团,以及原子间相互的联结方式和次序、构型和构象。农药有效成分的化学结构,尤其是其活性母体结构成分,决定着农药的生物活性。化学结构上任何原子或基团的变更,都可能导致原有生物活性的变化。确定农药化学结构,可以指导化学合成农药的研制、开发和防治应用、生物源农药的探索以及农药毒理代谢等方面的研究。化学结构确定,主要对未知化合物进行确定,对已知化合物则称化学结构鉴定。

    测定程序 一般可分为三步:①定性分析检测;②对于含有杂质的有机合成农药或天然生物源农药,应首先进行分离、纯化,③定量分析测定,以此确定化合物的化学结构。

    定性分析检测 包括:①初步检验。审察其物态、颜色、气味、灼烧现象等;②物理常数测定。包括熔点、沸点、比重、折光率、比旋光度等常数的测定;③元素定性分析。主要检测碳、氢、氧以外的一些元素,如氮、硫、磷、砷、锑、汞、硅、硼等元素的存在;①分组试验。按化合物在水、乙醚、5%氢氧化钠、5%盐酸和浓硫酸中溶解度的不同进行分组,以推测化合物所属类型;⑤官能团检验。利用化学反应产生的显色或反应现象,确定化合物为烷烃、烯烃、炔烃或芳烃,为含卤素的卤代物、含羟基的醇或酚、含醚键的醚类、含羰基的醛或酮含硝基的硝基物或是含氨基的胺类化合物等;⑥衍生物制备。即选用简便的方法,将待测化合物制备成有固定熔点的固体化合物,以此进一步确证官能团的存在、位置和数目。

    分离和纯化 根据农药有效成分与杂质之间理化性质的不同,采用蒸馏、提取、层析、升华或重结晶等方法进行(见纯化方法)。经纯化后的化合物须进一步确定其纯度(见纯度确定)。已知化合物经纯化后,所测各项物理常数,必须与文献记载的数据完全一致,方可确认系某已知化合物。新的未知化合物,则须进一步进行一系列定量分析测定,才能确定其化学结构。

    定量分析测定 包括元素定量分析和官能团定量分析。①元素定量分析。首先测定碳、氢、氮的含量;其次,测定卤素、硫、磷、砷、汞、硅、硼及一些特需测定的金属元素的含量。②官能团定量分析。即采用酸碱中和法、氧化还原法、形成沉淀或气体测定法、化学反应显色比色等方法,对前述一些官能团在定性分析检测基础上进行定量分析测定。

    现代新技术应用 色谱、波谱等现代先进技术方法和仪器的进展及其综合运用,使化合物结构测定的速度和准确度都得到很大提高。气相色谱法可高效地分离杂质和样品。高效液相色谱法可有效地分离在气化时易分解化合物中的杂质。气谱、液谱还都能进行定量分析测定。紫外光谱法能有效地定性和定量测定含有芳烃或含有共轭体系的化合物。红外光谱法能快速测定化合物的骨架和官能团。质谱法能高效地测定化合物分子量及其化学组成。核磁共振法,特别是高分辨核磁共振法,能精细地测定化合物的微细结构。电子显微镜和X射线衍射法更能精确地测定化合物的立体结构。一般化学分析方法,则常作为色谱、波谱法的有效补充和印证。

【参考书目】:

    陈耀祖编著:《有机分析》,高等教育出版社,北京,1983。