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卢卡斯试剂 编辑
卢卡斯试剂(英语:Lucas' reagent)是无水氯化锌溶于高浓度盐酸所配制成的一种溶液。这种溶液被用于鉴别区分低分子量的醇。反应中氯会取代短链醇中的羟基,生成不溶于水的氯代烷,呈现沉淀。自从1930年被霍华德·卢卡斯报导以来,这个测试方法已经成为标准的鉴别方法。
中文名:卢卡斯试剂
外文名:Lucas reagent
别名:盐酸-氯化锌试剂
说明:浓盐酸与无水氯化锌的混合物
定义:无水氯化锌溶于高浓度盐酸所配制成的一种溶液
用于:鉴别区分低分子量的醇
在有机分析中用作伯、仲、叔醇的鉴别试剂。叔醇或苄醇与该试剂混合后,溶液立即浑浊或分层:5~10min内分层的为仲醇,不分层的为伯醇。
传统方法
将无水氯化锌在蒸发皿中加热熔融,稍冷后在干燥器中冷至室温,取出捣碎,称取136g溶于90ml浓盐酸中(溶解时有大量气体和热量放出)冷却后贮于试剂瓶中,塞紧瓶塞,备用 。
此法配制的卢卡斯试剂稳定性较差,放置时间短,使用时要求临时配制,实验效果不稳定,现象不明显、且配置方法复杂。
改进
称取5g锌粒,先用HCl 5ml按1:1洗涤去掉氧化物,然后用干净滤纸条吸干。将锌粒放入200ml烧杯中,把烧杯放在通风橱内用量筒量取40ml浓HCl于烧杯中,此时锌粒溶解并有大量气体和热量放出,溶解完全后,稍冷却转入200ml试剂瓶中,再加入60ml浓HCI,塞紧瓶塞即得到盐酸氯化锌试剂。
将上述配制的卢卡斯试剂放置一段时间后,再进行稳定性实验。通过试验,试剂放置20d左右仍然较稳定,能与叔丁醇在2min之内出现浑浊并分层;在温水浴能与仲丁醇在10min之内出现浑浊并分层,而滴入正丁醇不出现浑浊和分层。
卢卡斯试剂
由此可以看出,HCl和ZnCl2都参与了反应过程,试剂中ZnCl2和HCl的浓度是决定反应速率的重要因素。
ZnCl2和浓盐酸不但要有恰当的配比,还应该具有足够高的浓度,试剂才会具有足够高的灵敏度。
2、生成的低级氯代烃易挥发
卢卡斯试验生成的低级氯代烃的沸点比较低,相对密度都低于卢卡斯试剂。以正丁基氯、仲丁基氯和叔丁基氯为例,它们的沸点和相对密度如下表:
几种氯代烃的沸点和密度
可见卢卡斯试验中生成的低级氯代烃是容易挥发散失的。由于仲醇反应较慢,伯醇反应更慢,氯代烷烃一边生成一边挥发,所以不容易形成显著的浑浊或分层现象;实验中发现,即使是反应最快的叔醇,原先出现的浑浊或分层现象时间稍长也会消失。因此生成的氯代烃挥发散失也是导致卢卡斯试验失败的原因之一。
ROH + HCl → RCl + H2O
等物质的量的ZnCl2和盐酸组成了卢卡斯试剂,在盐酸的作用下,醇中的羟基发生质子化,脱去一分子水形成碳正离子,碳正离子和氯离子结合生成氯代烷。反应的快慢和醇对应的碳正离子稳定性有关,由于烃基的推电子性,叔碳正离子最稳定,容易生成,而伯碳正离子最不稳定,难以生成,所以可以通过反应的快慢判断低级醇的结构。
各类醇与卢卡斯试剂的反应速率:苯甲型醇,烯丙型醇,叔醇>仲醇>伯醇:
无可见反应,溶液不变浑浊,原物质为伯醇。
溶液在5到10分钟之内变为云雾状,原物质为仲醇。
溶液立即变成云雾状,发生相分离,原物质为叔醇。
此外,由于p-π共轭,苯甲型醇、烯丙型醇也很容易形成碳正离子而与卢卡斯试剂迅速反应。低级一元醇且是六个碳以下的醇,在反应中卢卡斯试剂与醇发生取代反应。
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