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文檔簡介

1、合成實驗中十三種后處理方法總結1、有機酸堿性化合物的別離提純具有酸堿性基團的有機化合物,可以得失質子形成離子化合物,而離子化合 物與原來的母體化合物具有不同的物理化學性質。堿性化合物用有機酸或無機酸 處理得到胺鹽,酸性化合物用有機堿或無機堿處理得到鈉鹽或有機鹽。根據有機 化合物酸堿性的強弱,有機、無計酸堿一般為甲酸、乙酸、鹽酸、硫酸、磷酸。 堿為三乙胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉等。在一般情況下,離子 化合物在水中具有相當大的溶解性,而在有機溶劑中溶解度很小,同時活性碳只 能夠吸附非離子型的雜質和色素。利用以上的這些性質可對酸堿性有機化合物進行提純。以上性質對所有酸堿 性化合物并不通

2、用,一般情況下,分子中酸堿性基團分子量所占整個分子的分子 量比例越大,那么離子化合物的水溶性就越大,分子中含有的水溶性基團例如羥基 越多,那么水溶性越大,因此,以上性質適用于小分子的酸堿化合物。對于大分子 的化合物,那么水溶性就明顯降低。酸堿性基團包括氨基。酸性基團包括:酰氨基、 竣基、酚羥基、磺酰氨基、硫酚基、1, 3 二鍛基化合物等等。值得注意的是, 氨基化合物一般為堿性基團,但是在連有強吸電子基團時就變為酸性化合物,例 如酰氨基和磺酰氨基化合物,這類化合物在氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿作用下就容 易失去質子而形成鈉鹽。中和吸附法:將酸堿性化合物轉變為離子化合物,使其溶于水,用活性碳吸附雜質后過

3、濾, 那么除去了不含酸堿性基團的雜質和機械雜質,再加酸堿中和回母體分子狀態,這 是回收和提純酸堿性產品的方法。由于活性碳不吸附離子,故有活性碳吸附造成 的產品損失忽劣不計。中和萃取法:是工業過程和實驗室中常見的方法,它利用酸堿性有機化合物生成離子時溶 于水而母體分子狀態溶于有機溶劑的特點,通過加入酸堿使母體化合物生成離子 溶于水實現相的轉移而用非水溶性的有機溶劑萃取非酸堿性雜質,使其溶于有機 溶劑從而實現雜質與產物別離的方法。成鹽法:對于非水溶性的大分子有機離子化合物,可使有機酸堿性化合物在有機溶劑 中成鹽析出結晶來,而非成鹽的雜質依然留在有機溶劑中,從而實現有機酸堿性 化合物與非酸堿性雜質別

4、離,酸堿性有機雜質的別離可通過將析出的結晶再重結 晶,從而將酸堿性有機雜質別離。對于大分子的有機酸堿化合物的鹽此時還可以 采用水洗滌除去小分子的酸堿化合物已經成鹽且具有水溶性的雜質。對于水溶性 的有機離子化合物,可在水中成鹽后,將水用共沸蒸儲或直接蒸儲除去,剩余物 用有機溶劑充分洗滌幾次,從而將雜質與產品別離。以上三種方法并不是孤立的,可根據化合物的性質和產品質量標準的要求, 采用相結合的方法,盡量得到相當純度的產品。2、幾種特殊的有機萃取溶劑正丁醇:大多數的小分子醇是水溶性的,例如甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇 等。大多數的高分子量醇是非水溶性的,而是親脂性的能夠溶于有機溶劑。但是 中間的醇類溶

5、劑例如正丁醇是一個很好的有機萃取溶劑。正丁醇本身不溶于水, 同時又具有小分子醇和大分子醇的共同特點。它能夠溶解一些能夠用小分子醇溶 解的極性化合物,而同時又不溶于水。利用這個性質可以采用正丁醇從水溶液中 萃取極性的反響產物。丁酮:性質介于小分子酮和大分子酮之間。不像丙酮能夠溶于水,丁酮不溶 于水,可用來從水中萃取產物。乙酸丁酯:性質介于小分子和大分子酯之間,在水中的溶解度極小,不像乙 酸乙酯在水中有一定的溶解度,可從水中萃取有機化合物,尤其是氨基酸的化合 物,因此在抗生素工業中常用來萃取頭抱、青霉素等大分子含氨基酸的化合物。丁基叔丁基酸:性質介于小分子和大分子酸之間,兩者的極性相對較小,類 似

6、于正己烷和石油酸,二者在水中的溶解度較小。可用于極性非常小的分子的結 晶溶劑和萃取溶劑。也可用于極性較大的化合物的結晶和萃取溶劑。3、做完反響后,應該首先采用萃取的方法,首先除去一局部雜質,這是利 用雜質與產物在不同溶劑中的溶解度不同的性質。4、稀酸的水溶液洗去一局部堿性雜質。例如,反響物為堿性,而產物為中性,可用稀酸洗去堿性反響物。例如胺基化合物的?;错?。5、稀堿的水溶液洗去一局部酸性雜質。反響物為酸性,而產物為中性,可 用稀堿洗去酸性反響物。例如竣基化合物的酯化反響。化學學習考研復試調劑, 提供免費真題筆記課件教材等,為化學工作者提供學習和科研、工作等的網絡交 流平臺。6、用水洗去一局部

7、水溶性雜質。例如,低級醇的酯化反響,可用水洗去水 溶性的反響物醇。7、如果產物要從水中結晶出來,且在水溶液中的溶解度又較大,可嘗試加 入氯化鈉、氯化鐵等無機鹽,降低產物在水溶液中的溶解度一鹽析的方法。8、有時可用兩種不互溶的有機溶劑作為萃取劑,例如反響在氯仿中進行, 可用石油酸或正己烷作為萃取劑來除去一局部極性小的雜質,反過來可用氯仿萃 取來除去極性大的雜質。9、兩種互溶的溶劑有時加入另外一種物質可變的互不相容,例如,在水作 溶劑的情況下,反響完畢后,可往體系中加入無機鹽氯化鈉,氯化鉀使水飽和, 此時加入丙酮,乙醇,乙晴等溶劑可將產物從水中提取出來。10、結晶與重結晶的方法基本原理是利用相似相

8、容原理。即極性強的化合物用極性溶劑重結晶,極性 弱的化合物用非極性溶劑重結晶。對于較難結晶的化合物,例如油狀物、膠狀物 等有時采用混合溶劑的方法,但是混合溶劑的搭配很有學問,有時只能根據經驗。 一般采用極性溶劑與非極性溶劑搭配,搭配的原那么一般根據產物與雜質的極性大 小來選擇極性溶劑與非極性溶劑的比例。假設產物極性較大,雜質極性較小那么溶劑 中極性溶劑的比例大于非極性溶劑的比例;假設產物極性較小,雜質極性較大,那么 溶劑中非極性溶劑的比例大于極性溶劑的比例。較常用的搭配有:醇一石油酸, 丙酮一石油酸,醇一正己烷,丙酮一正己烷等。但是如果產物很不純或者雜質與 產物的性質及其相近,得到純化合物的代

9、價就是屢次的重結晶,有時經屢次也提 不純。這時一般較難除去的雜質肯定與產物的性質與極性及其相近。除去雜質只 能從反響上去考慮了。11、水蒸氣蒸鐳、減壓蒸鐳與精鐳的方法這是提純低熔點化合物的常用方法。一般情況下,減壓蒸儲的回收率相應較 低,這是因為隨著產品的不斷蒸出,產品的濃度逐漸降低,要保證產品的飽和蒸 汽壓等于外壓,必須不斷提高溫度,以增加產品的飽和蒸汽壓,顯然,溫度不可 能無限提高,即產品的飽和蒸汽壓不可能為零,也即產品不可能蒸凈,必有一定 量的產品留在蒸播設備內被設備內的難揮發組分溶解,大量的斧殘既是證明。水 蒸氣蒸儲對可揮發的低熔點有機化合物來說,有接近定量的回收率。這是因為在 水蒸氣

10、蒸儲時,斧內所有組分加上水的飽和蒸汽壓之和等于外壓,由于大量水的 存在,其在100C時飽和蒸汽壓已經到達外壓,故在100以下時,產品可隨水 蒸氣全部蒸出,回收率接近完全。對于有焦油的物系來說,水蒸氣蒸儲尤其適用。 因為焦油對產品回收有兩個負面影響:一是受平衡關系影響,焦油能夠溶解一部 分產品使其不能蒸出來;二是由于焦油的高沸點使蒸儲時斧溫過高從而使產品繼 續分解。,水蒸氣蒸儲能夠接近定量的從焦油中回收產品,又在蒸儲過程中防止 了產品過熱聚合,收率較減壓蒸饋提高34%左右。雖然水蒸氣蒸儲能提高易 揮發組分的回收率,但是,水蒸氣蒸儲難于解決產物提純問題,因為揮發性的雜 質隨同產品一同被蒸出來,此時

11、配以精微的方法,那么不但保障了產品的回收率, 也保證了產品質量。應該注意,水蒸氣蒸儲只是共沸蒸儲的一個特例,當采用其 它溶劑時也可。共沸蒸儲不僅適用于產品別離過程,也適用于反響物系的脫水、溶劑的脫水、 產品的脫水等。它比分子篩、無機鹽脫水工藝具有設備簡單、操作容易、不消耗 其它原材料等優點。例如:在生產氨噫月虧酸時,由于分子中存在幾個極性的基團 氨基、竣基等,它們能夠和水、醇等分子形成氫鍵,使氨睡月虧酸中存在大量的游 離及氫鍵的水,如采用一般的真空干燥等干燥方法,不僅費時,也容易造成產物 的分解,這時可采用共沸蒸儲的方法將水分子除去,具體的操作為將氨嚷后酸與 甲醇在回流下攪拌幾小時,可將水分子除去,而得到無水氨嚷月虧酸。又比方,當 分子中存在游離的或氫鍵的甲醇時,可用另外一種溶劑,例如正己烷、石油酸等 等,進行回流,可除去甲醇??梢姽卜姓魞υ谟袡C合成的別離過程中占有重要的 地位。12、超分子的方法,利用分子的識別性來提純產物。13、脫色的方法一般采用活性炭、硅膠、氧化鋁等?;钚蕴课椒菢O性的化合物與小分子的 化合物,硅膠與氧化鋁吸附極性強的與大分子的化合物,例如焦油等。對于極性 雜質與非極性雜質同時存在的物系,應將兩者同時結合起來。比擬難脫色的物系, 一般用硅膠和氧化鋁就能脫去

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