[科普中国]-碘仿反应

碘仿是不溶于水的浅黄色晶体，并且具有特殊的气味，很容易识别。将乙醛( 或者甲基酮) 与碘的氢氧化钠溶液作用，很快便有明显的浅黄色沉淀析出，即碘仿析出，所以称这个反应为碘仿反应。

反应机理对具有CH3CO-结构醛、酮进行了碘仿反应实验, 实验结果如下：

从表1 的实验结果可以看出, 具有CH3CO-结构的物质不一定能发生碘仿反应。醛类只有乙醛能发生碘仿反应，酮类中丙酮、低级脂肪酮、苯乙酮都能明显地观察到碘仿生成；随着碳原子数的增加，碘仿反应逐渐减弱，高级脂肪甲基酮及2，6-二甲基苯乙酮看不到碘仿生成。这可以从碘仿反应的反应历程及反应机理得到满意的解释。碘仿反应的反应历程及反应机理：

生成的一卤代酮的α-质子酸性更强，更易被碱夺走，所以会继续反应生成二卤代化合物，且其反应速度比酮生成一卤代化合物的速度还要快，直至生成三卤代物。

三碘甲基酮在碱作用下发生α-断裂，生成碘仿。该过程首先是OH-对羰基进行加成，羰基碳原子由sp2杂化转化为sp3杂化，然后发生α-断裂，生成碘仿。1

从碘仿反应的反应历程和反应机理可以看出，随着酮的碳原子数的增加，水溶性降低, 生成烯醇负离子的反应活性降低，所以发生碘仿反应的程度逐渐下降；再者，在三碘甲基酮在碱作用下发生α-断裂过程中，羰基碳原子要由sp2杂化转化为sp3杂化，空间位阻影响碳原子构型转变，空间位阻增大，导致-OH对羰基加成难以进行，所以苯乙酮能明显地观察到碘仿生成，而2，6-二甲基苯乙酮看不到碘仿生成。2

试样的纯度要求用工业纯的乙醛和化学纯的乙醛各1mL，分别滴加同量的I2-NaOH试剂，振荡数分钟后，发现化学纯乙醛先有黄色沉淀析出。同理，用甲基酮等试样做同样的试验，结果相同。上述事实说明，样品的纯度乃是本实验的关键。因此，实验过程中遇到“异常”现象时，首先检查样品是否用错或样品的纯度。3

碘溶液的用量用同体积的某种化学纯试样(如乙醛)，滴加不同数量的碘溶液，并加人同量的5%NaOH溶液，使其充分反应，结果发现碘溶液用量太少时，不出现黄色沉淀；而碘溶液用量太多时，整个溶液呈紫色，难于观察黄色沉淀析出。这是因为碘溶液本身呈明显的紫色，如果碘溶液超过乙醛反应所需的量，则过剩的碘溶液就呈紫色，造成乙醛与I2-NaOH溶液反应不出现黄色沉淀的“异常”现象。因此，本实验中碘溶液的用量不宜太少，但也不宜太多，一般应与试样同量即可，否则，将导致实验失败。

溶液的碱度为了做好本实验，在保证了试样的纯度和碘溶液的用量之后，还有一步是很重要的，即溶液的碱度大小，用量多少。用3mL的化学纯试样(如乙醛)，加人3mL碘溶液，再将此溶液分装到3个试管中，分别滴加不同量的5%NaOH溶液。其中一个试管中的碱度适中，即滴加碱溶液时，控制在碘的紫色刚好消失为止，其余的一个较其过量，另一个较其少量。结果发现，碱度适量的试管中有很明显的黄色沉淀，而其余二者均无此现象。这是因为碱度过量时，生成的碘仿又被过量的碱所分解，而碱度太小时，碘的紫色退不去，难于观察沉淀析出。所以，实验中碱量切勿加多，也不能加少，而应控制在碘的紫色刚好退去，否则，难于得到正确的结果。

反应条件的控制在两支试管中分别装入1mL乙醛和1mL乙醇，再加人1mL碘溶液及适量的5%NaOH溶液，结果发现，装有乙醛的试管中很快出现了黄色沉淀，而乙醇的试管中无黄色沉淀，尽管不断振荡，现象仍不明显，但是，改变反应条件，即将其放人50-60℃的水浴中加热几分钟，取出冷却后，便有明显的黄色沉淀析出。这是因为乙醇与乙醛的结构不同，故发生反应时的速度和条件也就不同了。乙醇之所以能发生碘仿反应是因为乙醇能被I2-NaOH溶液(也是一种氧化剂)所氧化，首先生成乙醛，然后进行碘仿反应，即：反应中加热的目的是促使醇的反应加快完成，得到乙醛或甲基酮，进而发生碘仿反应。但应注意：加热的水浴温度不可过高，否则，氧化产物不是醛酮类，而是梭酸类，也将使实验出现“异常”现象。若想成功地做好碘仿反应的实验，必须在以上几个方面加以注意，以便正确地鉴定或区分乙醛或甲基酮以及含有某些醇类化合物。3

本词条内容贡献者为:

于文全 - 副教授 - 郑州大学