溶剂的分类及溶剂化作用
溶剂概述和溶剂效应
溶剂概述和溶剂效应摘要：对化学反应中溶剂的种类和作用做概述，以及溶剂效应在紫外，荧光，红外，核磁波谱和液相色谱中的作用。
关键词：溶剂溶剂效应吸收光谱液相色谱1，溶剂1.1溶剂的定义溶剂是一种可以溶化固体，液体或气体溶质的液体，继而成为溶液，最常用的溶剂是水。
1.2溶剂的分类溶剂按化学组成分为有机溶剂和无机溶剂有机溶剂是一大类在生活和生产中广泛应用的有机化合物，分子量不大，常温下呈液态。
有机溶剂包括多类物质，如链烷烃、烯烃、醇、醛、胺、酯、醚、酮、芳香烃、氢化烃、萜烯烃、卤代烃、杂环化物、含氮化合物及含硫化合物等等，多数对人体有一定毒性。
（本文主要概述有机溶剂在化学反应以及波谱中的应用）2，溶剂效应2.1溶剂效应的定义溶剂效应是指溶剂对于反应速率，平衡甚至反应机理的影响。
溶剂对化学反应速率常数的影响依赖于溶剂化反应分子和相应溶剂化过渡态的相对稳定性。
2.2溶剂效应在紫外，荧光，红外，核磁中的应用2.2.1溶剂效应在紫外吸收光谱中的应用[5]有机化合物紫外吸收光谱的吸收带波长和吸收强度，与所采用的溶剂有密切关系。
通常，溶剂的极性可以引起谱带形状的变化。
一般在气态或者非极性溶剂（如正己烷）中，尚能观察到振动跃迁的精细结构。
但是改为极性溶剂后，由于溶剂与溶质分子的相互作用增强，使谱带的精细结构变得模糊，以至完全消失成为平滑的吸收谱带。
这一现象称为溶剂效应。
例如，苯酚在正庚烷溶液中显示振动跃迁的精细结构，而在乙醇溶液中，苯酚的吸收带几乎变得平滑的曲线，如图所示2.2.1.1溶剂极性对n→π*跃迁谱带的影响[2]n→π*跃迁的吸收谱带随溶剂的极性的增大而向蓝移。
一般来说，从以环己烷为溶剂改为以乙醇为溶剂，会使该谱带蓝移7nm：如改为以极性更大的水为溶剂，则将蓝移8nm。
增大溶剂的极性会使n→π*跃迁吸收谱带蓝移的原因如下：会发生n→π*跃迁的分子，都含有非键电子。
例如C=O在基态时碳氧键极化成Cδ+=Oδ-，当n电子跃迁到π*分子轨道时，氧的电子转移到碳上，使得羰基的激发态的极性减小，即Cδ+=Oδ-（基态)→C=O（激发态）。
溶剂效应介绍
F-〉Cl-〉Br-〉OH-
CH3O- 〉I- 〉CN-
负离子溶剂化程度越大，亲核性越小。
在某些亲核取代反应中，离去基团的溶剂化也是非常重 要的。质子溶剂的氢键作用优先发生，因此质子溶剂对 亲核取代反应一般都有加速作用，故卤代烷与磺酸酯的 亲核取代反应一般都需要用水、醇或羧酸作为溶剂。
如对甲苯磺酸—2—甲基—2－(4—甲氧基苯基)丙酯在 几种溶剂中的相对离子化速度如下：
特殊溶剂化两种。前者是靠氢键结合力，后者是靠电子 给体与受体之间的作用力。特殊的结构效应可使反应物 或过渡态特别强烈地被溶剂化．这比前述的溶剂静电效 应要强烈很多。
其原因是，氢键的形成及由电子对的给予和接受而产生的 作用．比溶利因静电作用所产生的分子间作用力要大得多。
7.3.1 负离子的特殊溶剂化
HMPA〉 DMSO 〉DMAc〉 DMF〉 CH3CN〉 CH3NO2 正离子越小越易被溶剂化，因它接受负电荷的能力是 随单位体积所具有正电荷的增大而增加。 卤素负离子在极性非质子溶剂中的亲核性和碱性次序为：
F-〉Cl-〉Br-〉I溶剂效应对化学反应的影响，除了反应活性以外，有时 也影响反应机理。如溴甲烷在乙醇的水溶液中水解，是 按SN2机理进行，而在极性更强的离子型溶剂如在甲酸中 反应时，机理要变为SN1.
溶质和溶剂相互作用叫做溶剂化。它是指溶液中溶 质被附近的溶剂分于包围起来的现象。例如溶质R＋L－和 溶剂水作用的示意图如下：
溶剂对反应速率、化学平衡及反应机理的影响叫溶剂效 应。 7.1 溶剂的分类和性质
溶剂的分类方法有两种，一种是根据溶剂的极性进 行分类，另一种是根据溶剂是否具有形成氢键的能力进 行分类。
按溶剂的性质和它与溶质间相互作用力的性质，分 别讨论两类不同的溶剂化效应：
亲核取代反应中的溶剂效应
任理维
一.溶剂
1. 溶剂的作用
溶解反应物
能与反应物发生相互作用。有机反应中影响到
主反应和副反应的反应速度，还会影响反应方向和
立体化学等。因此，合理地选择溶剂有非常重要的 意义。
2.溶剂的分类
从溶剂的极性和它们形成氢键的能力可分成三类 质子溶剂：能形成氢键作用的溶剂 非质子极性溶剂：分子中的氢与分子内原子结合 牢固，不易给出质子
为过渡态时电荷密度降低的反应，溶剂极性增加，
使反应速度减慢 ; 起始反应物变为过渡态时电荷密变 化很小或无变化的反应，溶剂极性的改变对反应速 度无明显形响。
CH3
CH3
反应物不带电荷的SN2反应
Nu + R－L →｛Nu&+…R…l&-｝#→ Nu+—R + L-
(8)
a. 过渡态电荷发生分离，能形成偶极 — 偶极健，极性越 强过渡态越稳定
•SN2反应在偶极溶剂中进行比在质子溶剂中快。
总结:起始反应物变为过渡态时电荷密度增加的反
应，溶剂极性增加，使反应速度加快 ;起始反应物变
a.过渡态电荷分散，形成的偶极—偶极健变弱
b.离去基团为中性，溶剂化程度下降
2 .溶剂对SN2反映的影响
有带电荷的反应物的SN2反应 Nu- + R－L →｛Nu&-…R…l&-｝#→ Nu—R + LNu: + R－L+ →｛Nu&+…R…l&+｝#→ Nu+—R + L Nu- + R－L+ →｛Nu&-…R…l&+｝#→ Nu—R + L (5) (6) (7)
溶剂的分类
溶剂性质对溶液酸碱性的影响
同一种溶质在不同溶剂中常常表现出不同的酸 碱性，甚至相反的酸碱性质,说明溶液的酸碱 性并不完全取决于溶质，溶剂的酸碱性也起很 大作用。例如，乙酸在水中是弱酸，在液氨中 是强酸，而在无水硫酸中则显碱性。
溶剂对溶质氧化还原性的影响
在不同溶剂中，溶质的氧化还原性也受到溶剂本身氧化还 原性质的影响和限制。 1) 以液氨为例，电子在液氨溶液中能够存在相当长的 时间。液氨中。可以将钠作为有机化合物的好的还 原剂； 2) 而在水中，由于水优先被钠还原，则无法使钠起到 这一作用。
稀释剂：用来调节粘度，降低树脂一溶剂系统的间 格，偶而亦能起到使树脂溶解的作用，常为芳 香族或脂肪族烃类。如烃类化合物对硝基纤维 素来说是稀释剂。
涂料中使用溶剂目的
其目的是为了降低成膜物质的粘度，便于施工， 以得到均匀的保护涂层。这些溶剂在成膜之后， 应能全部蒸以除去，而无残留，故大多是挥发 性有机液体。 涂料用的成膜物质都是无定形的有机高聚物， 用适当溶剂溶解后，溶液的粘度随浓度的增大 而增大，控制溶液的粘度是由施工条件决定， 而不是象一般化合物，有溶解度的限制。 要想达到最好的成膜性能，选择溶剂是十分 重要的。
二、溶剂的功能
通常有以下几种： 1、萃取提纯：从混合物中萃取出某一固体或液体， 以达到提纯之目的。 2、化学反应场所：绝大多数的化学反应都借助不 同的溶剂来进行，对于同一个反应不同的溶剂 会有不同的效果，某些能促进反应而另外一些 可能抑制反应，甚至不发生反应。 3、用作涂料或其它高分子化合物的载体，以调整 粘度。
碱性溶剂
酸性溶剂 两性溶剂
易接受质子的溶剂
很难与质子结合但易给出质子的溶剂 既能给出质子，又能接受质子的溶剂
质子惰性溶剂 既不给出质子又不接受质子的溶剂
溶剂化作用
溶剂化作用溶剂效应（solvent effect）亦称“溶剂化作用”。
指液相反应中，溶剂的物理和化学性质影响反应平衡和反应速度的效应。
溶剂化本质主要是静电作用。
对中性溶质分子而言，共价键的异裂将引起电荷的分离，故增加溶剂的极性，对溶质影响较大，能降低过渡态的能量，结果使反应的活化能减低，反应速度大幅度加快。
了解溶剂效应，有助于研究有机物的溶解状况和反应历程。
基本简介对于等极性过滤态和自由基过滤态反应，溶剂效应较小；对于偶极过渡态反应，溶剂效应较大，例如非质子偶极溶剂的特点是正端藏于分子内部，负端露于分子外部，负端可以与正离子起作用，而正端却不能与负离子起作用，因此，在非质子溶剂中，用负离子作为试剂时，由于它不被溶剂分子包围，可以很容易地进行反应，成为加快反应速度的重要手段。
溶剂效应对反应的影响的关注历史悠久。
不同的溶剂可以影响反应速率，甚至改变反应进程和机理，得到不同的产物。
溶剂对反应速率的影响十分复杂，包括反应介质中的离解作用、传能和传质、介电效应等物理作用和化学作用，溶剂参与催化、或者直接参与反应（有人不赞成将溶剂参与反应称作溶剂效应）。
溶剂效应溶剂效应的模拟通常我们对溶剂效应的静态模拟，关心的是溶剂效应的两个方面：一是溶剂分子反应中心有键的作用，包括配位键和氢键等，这种作用属于短程作用，另一个是极性溶剂的偶极距和溶质分子偶极距之间的静电相互作用，这个属于远程作用，当然溶剂和溶质之间的色散力作用也是重要的远程作用，特别是对于非极性溶剂而言，但是色散力的描述是量子化学模拟的一个难题。
高斯计算时，考虑溶剂效应，可以采用三种策略：对于短程作用十分重要的体系，我们采用microsolvation model，或者称为explicit Solvation model。
直接考虑溶剂分子和反应中心的作用。
对于没有短程作用的体系，我们直接用虚拟溶剂模型（Implicit Solvation Model）来模拟远程作用。
溶剂用途分类
溶剂用途分类溶剂是一种能够溶解其他物质的介质，广泛应用于各个领域。
根据其用途，可以将溶剂分为以下几类：1. 工业应用类：工业溶剂主要用于溶解、稀释、分离和提取工业原料、中间体和成品。
工业溶剂主要包括有机溶剂和无机溶剂两大类。
有机溶剂常用于油漆、涂料、胶粘剂、塑料、橡胶、香精味料等的制备过程中。
无机溶剂主要用于化工工业，如碱金属、碱土金属和铝的生产过程中。
2. 医药应用类：医药溶剂主要用于药物制剂和药物分析。
药物制剂中，溶剂用于溶解药物成分，使其变为液体或者是与其他成分进行混合。
药物分析中，溶剂用于溶解样品或者纯化药物标准品。
常见的医药溶剂有水、无水乙醇、环己烷等。
3. 冶金应用类：溶剂在冶金工业中主要用于提取金属。
例如，溶剂萃取法在铜冶炼中用于从硫化铜矿石中提取铜。
溶剂萃取法通过选择性溶解以及逆萃、萃取液的再生等过程，实现了铜的有效分离和提取。
4. 环境保护类：溶剂在环境保护领域中有许多应用。
例如，有机溶剂可以用于废水处理中的挥发性有机物的提取和回收；溶剂还可以用于土壤修复、大气污染控制以及废弃物管理等方面。
5. 实验室应用类：溶剂在实验室中广泛应用于溶解、稀释、制备溶液等实验操作。
实验室中常用的溶剂有乙醇、醚类、甲醇、二甲苯等。
6. 家居应用类：溶剂在家居生活中也有一定的应用。
例如，有机溶剂可以用于清洁玻璃、地板、家具、电器等日常用品；溶剂还可以用于除去油漆、胶水等污渍。
总结起来，溶剂的应用非常广泛，从工业生产到医药制剂，从冶金提取到环境保护，无处不见溶剂的身影。
不同用途的溶剂可能需要具备不同的性质，例如挥发性、毒性、溶解力强度等。
因此，在应用溶剂时需要根据具体需求选择适合的溶剂。
溶剂对化学反应的影响
文献总结——溶剂对化学反应的影响应用化学08—2班殷金昌2008302052 溶剂对于反应速率、平衡甚至反应机理都有很重大的影响，绝大多数在溶剂中发生的有机化学反应，溶剂的性质对反应速率和反应平衡都是非常重要的。
溶剂可分极性溶剂和非极性溶剂，极性溶剂又可分为质子溶剂和非质子偶极溶剂。
溶剂效应对反应速度常数的影响依赖于溶剂化反应物分子和相应溶剂化过渡态的相对稳定性。
对于自由基过渡态反应，溶剂效应较小；对于偶极过渡态反应，溶剂效应较大，例如非质子偶极溶剂的特点是正端藏于分子内部，负端露于分子外部，负端可以与正离子起作用，而正端却不能与负离子起作用。
因此，在非质子溶剂中，用负离子作为试剂时，由于它不被溶剂分子包围，可以很容易地进行反应，成为加快反应速度的重要手段。
由此可见溶剂在化学反应过程中起了十分重要的作用。
溶剂对反应的影响也引起了广泛的关注．近年来，在实验研究溶剂效应对有机反应影响的基础上，理论研究也逐渐受到人们的关注。
1.溶剂效应对丙烯环氧化反应的影响溶剂效应是指溶剂对于反应速率、平衡甚至反应机理的影响。
在物理有机化学中，把溶剂效应的影响作为十分重要的一部分来进行研究和讨论，可见其对化学反应的重要性。
通过对甲醇、异丙醇和仲丁醇3种醇溶剂及丙酮、乙腈和四氢呋喃等有机溶剂中环氧化反应活性进行了研究。
实验结果活性顺序为：甲醇>异丙醇>仲丁醇>乙腈>丙酮>四氢呋哺。
以催化反应机理为基础。
通过电子效应、空间位阻效应、溶剂极性、物理扩散和分配、溶剂氧化副反应、环氧丙烷(P0)醚化副反应、催化剂失活和丙烯溶解度等多种因素分析了溶剂对环氧化反应的影响．其中溶剂极性是影响反应的重要因素。
采用不同的溶剂进行丙烯环氧化反应。
如甲醇、乙醇等对反应有利，丙烯环氧化反应活性较高；非质子溶剂则对反应不利，反应活性相对较低，以甲醇为溶剂时。
环氧丙烷容易与带活泼氢原子的甲醇发生开环反应141，生成大量丙二醇单甲醚。
溶剂
溶剂溶剂是指能将其它物质溶解而形成均一相溶液体物质。
溶剂在液态涂料中起着很重要的作用，对涂料的粘度、光泽、流平性、润湿性、附着力等性能有很大的影响。
溶解：两种或两种以上的物质相组成一个相的过程叫溶解。
一般在一个相中应呈均匀状态，其构成成份的物质可以以分子或原子状态相互溶合，生成的相称为溶液。
在溶液中过量的成分叫溶剂，量少的成分叫溶质。
溶解作用是一个复杂的过程，其影响因素很多，一般表现在以下几个方面：（1）、相同分子、原子间的引力与不同分子、原子间引力的强弱关系。
（2）、分子极性（可引起缔合效应的程度）（3）、分子复合物的形成。
（4）、溶质、溶剂的分子结构、分子量。
（5）、溶剂化作用。
（6）、溶剂、溶质活性基团的种类与数目。
有机物普遍遵循“相似相溶”原理，即化学组成类似的物质互溶性好，极性溶剂易溶解极性物质。
另外，溶解的性能还受环境介质条件的影响。
涂料所用溶剂主要着眼于溶剂的以下五个特性：（1）、溶解力：即指溶质被分散和溶解的能力。
溶剂的溶解力应包括以下几个方面：a、将物质分散成小颗粒的能力b、溶解物质的速度c、将物质溶至某一浓度的能力d、溶解大多数物质的能力e、与稀释剂混合组成溶剂的能力溶剂对不同的树脂溶解力不一样，对某种树脂溶解力很强，而对另一种树脂溶解力却可能很小，甚至不溶，这便是溶剂对树脂溶解力的相对性、选择性、因此正确选用溶剂必须了解每种成膜物质相应的溶剂品种，否则用错溶剂会造成涂料的混浊、沉淀、析出、失光、甚至报废。
（2）、挥发速度：挥发速度是指溶剂从涂层中挥发到空气中的速度。
挥发速度受溶剂沸点、环境温度、有效挥发面积、溶剂本身的表面张力，蒸气压以及特定涂料体系的性质等因素的影响。
溶剂挥发速度和溶剂沸点有一定的判别关系：一般来讲，沸点低的溶剂比沸点高的溶剂挥发速度快。
故常用沸点的高低来大致区分溶剂挥发的快慢。
溶剂按沸点的高低分为三类：a、低沸点溶剂：沸点低于100℃。
如丙酮、乙醇、醋酸乙酯等。
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