有機分析

分析化學的一個分支，即有機化合物的定性和定量分析。

簡史 有機分析作為一門學科出現於19世紀初，當時對有機化合物的結構和組成還了解得不多。後來，J.-L.蓋-呂薩克、J.J.貝采利烏斯、J.von李比希在A.-L.拉瓦錫的工作的基礎上逐漸建立和完善了有機物中碳、氫元素的定量測定方法。J.-B.-A.杜馬建立了氮的測定方法。20世紀初，F.普雷格爾使元素分析和有機官能團的測定微量化，只用毫克量樣品就能得到準確的分析結果，為天然有機化學（如植物成分、甾體激素）的研究提供了有力手段。新的化學分析方法和儀器分析方法的出現，特別是40年代以來，A.W.K.蒂塞利烏斯、A.J.P.馬丁、R.L.M.辛格、R.康斯登、A.H.戈登、A.T.詹姆斯、E.施塔爾相繼發明和發展了電泳法和各種色譜法，可以分離和分析微克量的樣品。許多分析儀器，如紫外分光光度計、紅外分光光度計、核磁共振譜儀、質譜計、極譜儀等的發展，都可以用微量樣品獲得各種分子的定性或定量的信息，使過去無法進行的研究得以突破。

目前化學的發展非常迅速，已知的化合物已達600萬種，而且每天仍以上千個新化合物的速度在增長，其中絕大部分為有機化合物，它們涉及國計民生的各個方面，如石油產品、化工原料、塑料、樹脂、炸藥、農藥、洗滌劑、染料、紡織品等等，必須大力發展有機分析才能解決有關的基礎理論和生產實際的問題。現在有機分析正向著靈敏、準確、特異、微量化、自動化方向發展。

定性分析 用於鑒別未知物，它又分為兩類：一類實為已知物質；另一類則為過去從未報道過的全新的化合物。①對於已知的未知物，可以通過一些特殊反應（如顏色反應、沉澱反應）檢查某些官能團或某種化合物是否存在，也可用溶解度分組法對樣品進行系統鑒定，再根據各種物理、化學常數（如熔點、沸點、旋光度、元素分析和製備衍生物等方法）確證該未知物。化學方法需要的樣品量較大，時間也較長。50年代以來，儀器分析得到廣泛應用，根據未知物在這些儀器上給出的特徵譜圖進行鑒定。紫外光譜給出電子躍遷吸收譜圖，一般為雙鍵等生色團的信息。紅外光譜給出分子振動和轉動吸收光譜，有各種官能團和分子特徵性的吸收。核磁共振譜最常用的是質子和13C譜圖，可以得到分子內這些原子所處環境和相互關係的信息。質譜法可給出有關分子量、官能團和分子斷裂產生的碎片以及它們之間的關係的資料，最方便的定性分析的方法是與已知物的標準譜圖對照，如果譜圖完全相同，即可肯定為同一物質。鑒定已知化合物的另一種手段是用各種色譜方法，根據樣品的保留時間或保留值，與在相同條件下標準物質的數值相比，即可確定其同一性。②對於全新的未知物，文獻中沒有任何資料可以對照，就需要進行結構分析。早期的結構分析是先進行元素分析，求出經驗式，再用各種化學反應使之降解或轉變為其他產物，對它們進行鑒定后，由此反推而得出原始化合物的結構，需要的樣品量大，時間長。近年來，應用儀器分析法，由各種譜圖獲得有關分子量、官能團、分子內部結構關係等信息，再結合一些化學反應，可在較短時間內用較少量樣品進行結構分析。單晶X射線衍射法也是測定化學結構較好的方法，可從衍射圖確定化合物中原子的排列情況，並通過計算機處理較快地得到結果。

定量分析 包括有機元素定量分析和有機官能團定量分析，前者指測定化合物中各元素的含量，由此求出各元素的組成比例和經驗式，進一步求出化合物的純度和含量。有機官能團定量分析利用化學反應或儀器分析法測出某一特定基團在樣品中的百分率，可以得到有關結構的信息，也可根據官能團在化合物中所佔的比例換算出化合物的含量。有機化合物的定量分析實際上就是對其中的官能團的測定，如酮和醛中的羰基，酸中的羧基，醇中的羥基等，許多官能團的定量測定方法是由定性鑒別反應發展而來的。有機元素定量分析所用的方法除經典的重量分析、容量分析和比色法外，也廣泛應用各種光化學分析法（如折光法、紫外-可見分光光度法、熒光分析法）、電化學分析法（例如電位分析法、庫侖分析法、極譜法和伏安法），其中庫侖分析法可在電極上產生與樣品反應的某些化合物，並易於自動化；極譜法和伏安法則適用於含有可在電極上進行氧化還原反應的基團的有機化合物。此外還有紅外光譜和核磁共振譜法，這兩種方法都可選擇某個特徵性基團，根據其峰值大小與標準樣品比較，進行定量測定。有時用一般方法不能測定的化合物，常可選出某一官能團用此兩種方法測定。質譜法在測定一些石油餾分的烴類組分方面時常應用。

由於有機定量主要靠官能團的測定，而有機物的同系物很多，含有同一官能團的化合物都有類似的反應，所以會發生干擾，因此，分離手段在有機分析中佔有很重要的地位。過去常使用結晶、蒸餾、升華、滲析、溶劑萃取等方法，現在這些方法雖仍在發揮作用，但50年代以來出現的氣相色譜法和薄層層析，70年代發展的高效液相色譜法，可以迅速而有效地分離和測定許多複雜的混合物。色譜法本身是一種分離方法，但可與多種檢測器連接，給出定量結果，樣品量可少到毫克或微克，所以被廣泛採用。色譜儀與其他儀器（如質譜儀、傅里葉紅外光譜儀）的聯用，發揮了色譜法的高效分離和質譜、紅外光譜定性鑒別有機化合物的特長。