無機性有機性平衡值(IOB)

機化合物看著是烴類和導入了某些元素或官能團的烴類分子,其分子中的非極性部分 (親油部分)稱作有機性部分,其程度用數字表示即為“有機性值”,以 “O”表示之 ;極性部分 (親水部分 )稱作無機性部分,其程度用數字表示即為 “無機性值”,以“I”表 示 之 。碳鏈越長 ,值越大,極性越強則 I值越大。無機性值代數和與有機性值代數和之比(I/O )定義為“無機性有機性平衡值”,簡稱 IOB值(In organic-organic Property Balance V alue1)表征了有機物的極性大小。

若以無機性值為縱座標,有機性值為橫座標作圖,則從圖中標出的有機物的位置可推斷出該化合物的理化性質和用途。設化合物位置與原點聯線和橫座標的夾角為 a,由於I/O =tga,故 I/O 值也可以角的大小來表示。這個圖就是有機概念圖。

基本介紹

  • 中文名:無機性有機性平衡值(IOB)
  • 類別:化工術語
基本信息,計算方法,在化妝品方面的套用,

基本信息

技術的進步,發現和合成的有機化合物越來越多,其中不少是日用化學工業的原料,如何準確開發、正確認識以及有效利用它們,這是很重要、很深奧的問題,利用有機概念圖可以簡而準的解決。有機概念圖雖不像精密儀器那樣能精確地區別有機化合物的局部差異,但從整體上卻能掌握有機化合物的基本性質並能加以利用。有機概念圖的知識從1930年藤田穆首次提出,儘管當時還不系統準確,但卻是有機概念圖的基礎,經過50多年研究和修正,日趨完善,這對我們開發日化工業的原料和產品是很有利的。
機化合物看著是烴類和導入了某些元素或官能團的烴類分子,其分子中的非極性部分 (親油部分)稱作有機性部分,其程度用數字表示即為“有機性值”,以“O”表示之;極性部分(親水部分 )稱作無機性部分,其程度用數字表示即為 “無機性值”,以“I”表 示 之 。碳鏈越長 ,值越大,極性越強則 I值越大。無機性值代數和與有機性值代數和之比(I/O )定義為“無機性有機性平衡值”,簡稱 IOB值(In organic-organic Property Balance V alue1)表征了有機物的極性大小。
若以無機性值為縱座標,有機性值為橫座標作圖,則從圖中標出的有機物的位置可推斷出該化合物的理化性質和用途。設化合物位置與原點聯線和橫座標的夾角為 a,由於I/O =tga,故 I/O 值也可以角的大小來表示。這個圖就是有機概念圖。

計算方法

有機物的沸點和折光指數隨其碳數增高而增高,大體上每增加一個碳原子其沸點上升20 ℃,因此一個碳原子的O值就定義為20如甲烷O=2 0,乙烷O=4O ,以此類推。計算值時只考 慮 碳原子數而不必考慮氫原子數。屬於極性基團中的碳原子數也列入O 值的計算中。
無機性質也可由沸點變化推定。以戊烷、戊酸、戊醇、戊醛為例,它們的碳數相同,但由於導入的極性官能團不同故沸點不同。戊醇比戊烷沸點高100 "C,故羥基的I值定為100;戊酸比戊烷沸點高150℃,故羧基的1值定為150;同樣,醛基的I= B5。以此類推,有時也採用溶解度的數據來確定總I值。
多年來,根據實驗檢驗的結果不斷修訂I值與O值,使之越來越準確。現將當今公認的—些主要官能團的I值和O值列於表1
IOB值計算舉例:
a-環狀化合物
苯:O=20×6=120;I=15;
芳環凡有一個“並”,I值要增加30,如:
萘O= 20×10= 200;I= 15×2 +30=60;
表1有機化合物取代基的I值與O值
取代基
輕金屬鹽
重金屬鹽
NH<鹽
-S02-NH-CO-
—N=N — NHg
-SOsH
I
500
400
400
260
260
250
O
0
0
0
0
0
0
取代基
—SOi —NH —
—CO—NH—CO—
=N—OH
=N—NH—
—CO—NH—
—COOH
I
240
230
220
210
200
150
O
0
40
0
0
20
20
取代基
—co—o—co—
—OH
—NH—NH —
—o—CO—o—

—NO2
!
110
100
80
80
65
70
O
40
0
0
20
20
70
取代基
—CN —
—NO
—NCO
T
—Br
—CL
I
70
50
30
10
10
10
O
40
50
30
80
60
40
取代基
—F
NH
—n=n —
-o—
蔡環
苯環
I
5
50
30
20
60
15
O
5
20
0 .
0
200
120
取代基
非芳單環
炔鍵
烯鍵
— 0—0—
糖環一o—
(-OCHgCHz-)"
I
10
3
2
40
75
75
O
CX 20
0
0
0
0
40
* 濁點以下1=75;濁點以上1=20
非芳環無論幾個碳原子,每環I值都為10,相併加20,但相併一頭被其它基團取代時 I=10,兩頭都被取代時 1=0。如:
a.十氫萘:I=10×2+20=40;
b.表面活性劑:
C17H33COONa:O=20×8=360,I=2(雙鍵)+ 150(COOH)+500(Na) =652;
c.其它
石蠟:C32〜C32烷烴:O=520〜640;
凡士林:O =440〜500;
液體石蠟:O= 300〜420。

在化妝品方面的套用

凝膠乳化法胺基酸及其鹽水溶液,化學組成的一部分能與表面活性劑結合,形成外層為表面活性劑、內層為胺基酸水溶液的凝膠。這種凝膠能在油相中分散,形成穩定的W/O乳濁液,塗在皮膚上後,由於胺基酸保持了皮膚角質層中的大量水分不能散失,從而使皮膚有潤滑的感覺。能夠形成凝膠的表面活性劑的I/O 值在0.4-0.7的範圍內,另外還存在X射線衍射圖譜。
無機顏料的分散介質作為化妝品用的無機顏料二氧化鈦、氧化鋅、硫酸鋇等,如果分散介質選擇不當,它們就會析出,使產品的質量受到破壞。一般是將親水性的無機顏料的表面用表面活性劑處理,用適當的分散介質使它形成乳濁液。已有人運用有機概念圖來選擇穩定性高的二氧化鈦的分散劑,顯示了一定的優越 性。釆用粒徑為0.5 μm的二氧化鈦,溶於稀硝酸鋁溶液,再用表面活性劑處理,使其形成沉澱,這個沉澱分別用23種分散介質分散,形成懸濁液的穩定性用放置24小時後的外觀表示, 分成由零(完全分離)至7 (完全不分離)的8個等級。在有機概念圖上,分散介質分布在不同的幾個區域,這些區域分別對應於顏料的不同分散狀態,因此可以根據分散介質在有機概念圖上的所在區域,初步判斷具是否可作為無機顏料的分散介質。

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