2022年關(guān)于重結(jié)晶問(wèn)題的探討與總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)

1、第PAGE12頁(yè)共NUMPAGES12頁(yè)2022年關(guān)于重結(jié)晶問(wèn)題的探討與總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)重結(jié)晶技術(shù)討論摘要：本文闡述了重結(jié)晶的一般方法，詳細(xì)說(shuō)明了溶劑的選擇，操作的注意事項(xiàng)，及液體混合物的結(jié)晶處理方法等。關(guān)鍵詞：重結(jié)晶；抽濾；操作從有機(jī)化學(xué)反應(yīng)分離出來(lái)的固體粗產(chǎn)物往往含有未反應(yīng)的原料，副產(chǎn)物及雜質(zhì)，必須加以分離純化。提純固體有機(jī)物最常用的方法之一就是重結(jié)晶，其原理是利用混合物中各組分在某種溶劑中的溶解度不同，或者在同一溶劑中不同溫度時(shí)的溶解度不同，而使它們相互分離。重結(jié)晶提純法的一般過(guò)程為：溶劑的選擇溶解固體除了雜質(zhì)晶體析出晶體的收集與洗滌晶體的干燥。1溶劑的選擇1.1溶劑選擇的原則選擇適宜的溶劑是重

2、結(jié)晶的關(guān)鍵之一，適宜的試劑應(yīng)符合下述條件：(1)與被提純的有機(jī)物不起化學(xué)作用；(2)對(duì)被提純的有機(jī)物應(yīng)易溶于熱溶劑中，而在冷溶劑中幾乎不溶；(3)對(duì)雜質(zhì)的溶解度應(yīng)很大，或很少；(4)能得到較好的結(jié)晶；(5)溶劑的沸點(diǎn)適中。若過(guò)低時(shí)，溶解度改變不大，難分離，且操作也困難；過(guò)高時(shí)，附著于晶體表面的溶劑不容易除去。(6)價(jià)廉易得，毒性低，回收率高，操作安全。在選擇溶劑時(shí)應(yīng)根據(jù)“相似相溶”的一般原理。溶質(zhì)往往易溶于其結(jié)構(gòu)相似的溶劑中。一般來(lái)說(shuō)，極性的溶劑溶解極性的固體，非極性的溶劑溶解非極性的固體。在實(shí)驗(yàn)中往往要通過(guò)很多次實(shí)驗(yàn)才能確定使用那種溶劑。1.2溶劑選擇的一般方法我們從下面七個(gè)方面來(lái)選擇溶劑：

3、dmf、氯苯、二甲苯、甲苯、乙腈、乙醇、thf、氯仿、乙酸乙酯、環(huán)己烷、丁酮、丙酮、石油醚。dmso、六甲基磷酰胺、n-甲基吡咯烷酮、苯、環(huán)己酮、丁酮、環(huán)己酮、二氯苯、吡啶、乙酸、二氧六環(huán)、乙二醇單甲醚、1，2-二氯乙烷、乙醚、正辛烷。dmf、苯、二氧六環(huán)、環(huán)己烷在低溫下接近凝固點(diǎn)，溶解能力很差，是理想溶劑。乙腈、氯苯、二甲苯、甲苯、丁酮、乙醇也是理想溶劑。否則易產(chǎn)生溶質(zhì)液化分層現(xiàn)象。溶劑的沸點(diǎn)越高，沸騰時(shí)溶解力越強(qiáng)，對(duì)于高熔點(diǎn)物質(zhì)，最好選高沸點(diǎn)溶劑。因?yàn)槿苜|(zhì)與溶劑形成分子間氫鍵后很難析出。水甲酸甲醇乙酸乙醇異丙醇乙腈dmsodmf丙酮hmpach2cl2吡啶氯仿氯苯thf二氧六環(huán)乙醚苯甲苯c

4、cl4正辛烷環(huán)己烷石油醚。2重結(jié)晶操作操作部分包括除溶劑選擇后的所有步驟，下面我們將全面介紹重結(jié)晶的相關(guān)操作。2.1篩選溶劑在試管中加入少量(麥粒大小)待結(jié)晶物，加入_ml根據(jù)上述規(guī)律所選擇溶劑，加熱沸騰幾分鐘，看溶質(zhì)是否溶解。若溶解，用自來(lái)水沖試管外測(cè)，看是否有晶體析出。初學(xué)者常把不溶雜質(zhì)當(dāng)成待結(jié)晶物。如果長(zhǎng)時(shí)間加熱仍有不溶物，可以靜置試管片刻并用冷水冷卻試管(勿搖動(dòng))。如果有物質(zhì)在上層清液中析出，表示還可以增加一些溶解。若稍微渾濁，表示溶劑溶解度太??；若沒(méi)有任何變化，說(shuō)明不溶的固體是一種東西，已溶物質(zhì)又非常易溶，不易析出。2.2常規(guī)操作在錐形瓶或圓底燒瓶中52a0入溶質(zhì)和一定溶劑，裝上球冷

5、，加熱_分鐘，若仍有不溶物，繼續(xù)從冷凝管上口補(bǔ)加溶劑至完全溶解再補(bǔ)加過(guò)量_溶劑。用折疊濾紙(折疊濾紙和三角漏斗要提前預(yù)熱)趁熱過(guò)濾入錐形瓶。濾液自然冷卻后用布氏漏斗抽濾(用濾液反過(guò)來(lái)沖洗錐形瓶。)。如果物質(zhì)在室溫溶解度很小，濾餅可以用少量冷的溶劑淋洗(先撤掉減壓，加少量溶劑潤(rùn)濕濾餅，再減壓抽干。注意：用玻璃塞把濾餅壓實(shí)有助于除掉更多溶劑。)。如果所用溶劑不易揮發(fā)，可以在常壓下加入少量易揮發(fā)溶劑淋洗濾餅，如dmf可用乙醇洗，二氯苯、氯苯、二甲苯、環(huán)己酮可以用甲苯洗。初學(xué)者常遇到問(wèn)題：大量結(jié)晶在濾紙上析出，原因是漏斗和濾紙預(yù)熱不好、溶劑過(guò)量太少、過(guò)濾時(shí)間太長(zhǎng)。如產(chǎn)品貴重，可將三角漏斗和濾紙置于錐形

6、瓶上用蒸氣預(yù)熱，邊過(guò)濾邊用已經(jīng)過(guò)濾的濾液蒸氣保溫，但上述操作比較危險(xiǎn)，甲苯、醚類、石油醚、環(huán)己烷等易燃溶劑慎用此法。注意：用熱的重結(jié)晶母液淋洗濾紙和所有黏附溶質(zhì)器具并冷卻可減少結(jié)晶損失。2.3反常規(guī)操作熱抽濾吸濾瓶不能預(yù)熱，布氏漏斗和濾紙放在溶解溶質(zhì)的錐形瓶上面利用上升蒸氣潤(rùn)濕，放在吸濾瓶上立即趁熱抽濾。注意抽氣壓力不能太大以防止吸濾瓶中母液爆沸。初學(xué)者常犯錯(cuò)誤：濾紙沒(méi)有貼緊(可用雙層的)、動(dòng)作遲緩導(dǎo)致結(jié)晶在布氏漏斗中析出、抽氣壓力太大導(dǎo)致濾液被吸入泵中、過(guò)濾完畢沒(méi)有立即卸壓導(dǎo)致大量溶劑被抽進(jìn)泵中?？傊?，與“相似相溶“背道而馳就對(duì)了，大極性的東西，用中等極性的溶劑結(jié)晶；小極性的東西，用大極性的

7、溶劑。這樣，有一半以上的情況是適合的。2.4操作過(guò)程中一些方法如果還不行，就只好混合了。乙醚可以利用其(1)揮發(fā)性；(2)延玻璃向上爬而使固體析出的特性。丙酮如不與水配伍，應(yīng)加以干燥。d.晶種的取得，用玻璃棒沾一滴溶液，揮干。e.不要輕易冷凍，用讓溶劑自然揮發(fā)的方法。2.5關(guān)于用乙醚和石油醚結(jié)晶的方法關(guān)于用乙醚結(jié)晶?；亓饕颐褧r(shí)，要加一冷凝管。不斷從上口加乙醚，直至混濁消失，有時(shí)是因?yàn)槿芙獾妮^慢，而不是不能溶，所以要有耐心。如果加入很多乙醚還有少量沉淀不溶，則將其濾去，濾液濃縮至有固體析出，再加熱，加入少量乙醚使澄清。自然放冷，可得晶型較好的結(jié)晶。過(guò)濾。用少量乙醚洗晶體。洗滌液合并入母液，在盛母

8、液的瓶口蒙一層濾紙，或塞一團(tuán)衛(wèi)生紙，讓乙醚自然揮發(fā)，而不能落入灰塵。每天早晨看一眼，直到有滿意數(shù)量的晶體出來(lái)，別太貪了，揮發(fā)干了就又要重來(lái)了：)此法成功拆分了左旋和右旋的生物堿?！笆兔褵崽?冷卻法”也是我用來(lái)對(duì)付油狀物的方法，加入石油醚，沸騰，傾出_液，底部油繼續(xù)加入石油醚熱提取，直至石油醚層無(wú)色，則基本提取完全。冷卻后一般會(huì)析出晶體。另外成油的一個(gè)原因是降溫太快。3結(jié)晶心得我們?cè)谧鏊岽呋铣刹闋柾捌溲苌锏暮铣芍?，在分離產(chǎn)物時(shí)候遇到了麻煩，不同取代基的查爾酮的物理性質(zhì)不盡相同，要分離得到純的產(chǎn)品，關(guān)鍵是如何做好重結(jié)晶這一步。在查閱了很多資料，不斷的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，找到了很好的處理方法，把這些

9、心得結(jié)合資料描述綜述如下：3.1制備結(jié)晶，要注意選擇合宜的溶劑和應(yīng)用適量的溶劑。合宜的溶劑，最好是在冷時(shí)對(duì)所需要的成分溶解度較小，而熱時(shí)溶解度較大。溶劑的沸點(diǎn)亦不宜太高。一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙醋等。但有些化合物在一般溶劑中不易形成結(jié)晶，而在某些溶劑中則易于形成結(jié)晶。3.2制備結(jié)晶的溶液，需要成為過(guò)飽和的溶液。一般是應(yīng)用適量的溶劑在加溫的情況下，將化合物溶解再放置冷處。如果在室溫中可以析出結(jié)晶，就不一定放置于冰箱中，以免伴隨結(jié)晶析出更多的雜質(zhì)。“新生態(tài)”的物質(zhì)即新游離的物質(zhì)或無(wú)定形的粉未狀物質(zhì)，遠(yuǎn)較晶體物質(zhì)的溶解度大，易于形成過(guò)飽和溶液。一般經(jīng)過(guò)精制的化合物，在蒸去溶劑抽松為無(wú)定

10、形粉未時(shí)就是如此，有時(shí)只要加入少量溶劑，往往立即可以溶解，稍稍放置即能析出結(jié)晶。3.3制備結(jié)晶溶液，除選用單一溶劑外，也常采用混合溶劑。一般是先將化合物溶于易溶的溶劑中，再在室溫下滴加適量的難溶的溶劑，直至溶液微呈渾濁，并將此溶液微微加溫，使溶液完全澄清后放置。3.4結(jié)晶過(guò)程中，一般是溶液濃度高，降溫訣，析出結(jié)晶的速度也快些。但是其結(jié)晶的顆粒較小，雜質(zhì)也可能多些。有時(shí)自溶液中析出的速度太快，超過(guò)化合物晶核的形成勸分子定向排列的速度，往往只能得到無(wú)定形粉未。有時(shí)溶液太濃，粘度大反而不易結(jié)晶化。如果溶液濃度適當(dāng)，溫度慢慢降低，有可能析出結(jié)晶較大而純度較高的結(jié)晶。有的化合物其結(jié)晶的形成需要較長(zhǎng)的時(shí)間

11、。3.5制備結(jié)晶除應(yīng)注意以上各點(diǎn)外，在放置過(guò)程中，最好先塞緊瓶塞，避免液面先出現(xiàn)結(jié)晶，而致結(jié)晶純度較低。如果放置一段時(shí)間后沒(méi)有結(jié)晶析出，可以加入極微量的種晶，即同種化合物結(jié)晶的微小顆粒。加種晶是誘導(dǎo)晶核形成常用而有效的手段。一般地說(shuō)，結(jié)晶化過(guò)程是有高度選擇性的，當(dāng)加入同種分子或離子，結(jié)晶多會(huì)立即長(zhǎng)大。而且溶液中如果是光學(xué)異構(gòu)體的混合物，還可依種晶性質(zhì)優(yōu)先析出其同種光學(xué)異構(gòu)體。沒(méi)有種晶時(shí)，可用玻璃棒蘸過(guò)飽和溶液一滴，在空氣中任溶劑揮散，再用以磨擦容器內(nèi)壁溶液邊緣處，以誘導(dǎo)結(jié)晶的形成。如仍無(wú)結(jié)晶析出，可打開瓶塞任溶液逐步揮散，慢慢析晶?；蛄磉x適當(dāng)溶劑處理，或再精制一次，盡可能除盡雜質(zhì)后進(jìn)行結(jié)晶操作

12、。3.6在制備結(jié)晶時(shí)，最好在形成一批結(jié)晶后，立即傾出上層溶液，然后再放置以得到第二批結(jié)晶。晶態(tài)物質(zhì)可以用溶劑溶解再次結(jié)晶精制。這種方法稱為重結(jié)晶法。結(jié)晶經(jīng)重結(jié)晶后所得各部分母液，再經(jīng)處理又可分別得到第二批、第三批結(jié)晶。這種方法則稱為分步結(jié)晶法或分級(jí)結(jié)晶法。晶態(tài)物質(zhì)在一再結(jié)晶過(guò)程中，結(jié)晶的析出總是越來(lái)越快，純度也越來(lái)越高。分步結(jié)晶法各部分所得結(jié)晶，其純度往往有較大的差異，但?？色@得一種以上的結(jié)晶成分，在未加檢查前不要貿(mào)然混在一起。3.7化合物的結(jié)晶都有一定的結(jié)晶形狀、色澤、熔點(diǎn)和熔距，一可以作為鑒定的初步依據(jù)。2022年關(guān)于重結(jié)晶問(wèn)題的探討與總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)（二）課程名稱：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五乙酰苯胺的重

13、結(jié)晶一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)重結(jié)晶的原理和方法；2.掌握配置飽和溶液、減壓過(guò)濾、熱過(guò)濾的操作。二、實(shí)驗(yàn)原理從有機(jī)反應(yīng)制備或天然物中得到的固體有機(jī)化合物常含有雜質(zhì)，必須經(jīng)提純才能得到純品。重結(jié)晶法是提純固體有機(jī)化合物最常用的方法。固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關(guān)系。通常升高溫度溶解度增大，反之則溶解度降低。若把固體溶解在熱的溶劑中達(dá)到飽和，冷卻時(shí)，由于溶解度降低，溶液因超飽和而析出晶體。利用溶劑對(duì)被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同，可以使被提純物質(zhì)從超過(guò)飽和的溶液中析出，而讓雜質(zhì)全部或大部分仍留在溶液中(或被過(guò)濾除去)，從而達(dá)到分離提純目的。三、器材和藥品器材。循環(huán)真空水泵、恒溫水浴鍋、圓底燒瓶、

14、球形冷凝管、錐形瓶、燒杯、短頸漏斗、布氏漏斗、抽濾瓶、量筒、表面皿、烘箱等。藥品。乙酰苯胺、苯甲酸、萘、活性炭、乙醇。四、實(shí)驗(yàn)方法1.重結(jié)晶操作(1)溶劑的選擇選用的溶劑應(yīng)符合下列條件。與被提純物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；被提純物質(zhì)與雜質(zhì)在此溶劑中的溶解度有較大的差別；被提純物質(zhì)的溶解度隨溫度的不同有顯著的變化；溶劑與被提純物質(zhì)易分離。多數(shù)化合物可查閱手冊(cè)或辭典中的溶解度(或通過(guò)溶解度試驗(yàn))來(lái)決定采用什么溶劑。如果難于選擇一種合適的溶劑，可使用混合溶劑。混合溶劑一般由兩種能以任何比例互溶的溶劑組成，其中一種對(duì)被提純物質(zhì)較易溶解，另一種對(duì)被提純物質(zhì)則較難溶解。常用的混合溶劑有：乙醇水、乙酸水、吡啶水及乙

15、醚甲(乙)醇等。(2)溶解(制成熱飽和溶液)通常將待結(jié)晶的物質(zhì)放入容器中，加入較計(jì)算量略少的溶劑，加熱至微沸，并搖動(dòng)或攪動(dòng)，若未完全溶解，再分次逐漸添加溶劑，直到物質(zhì)完全溶解(要注意判斷是否有不溶性雜質(zhì)存在，以免誤加過(guò)多的溶劑)。使用溶劑的量要全面衡量，既要防止溶劑過(guò)量導(dǎo)致的溶解損失，又要防止熱過(guò)濾時(shí)結(jié)晶的損失。溶劑用量一般要多于飽和量的15-_%，因此制成熱飽和溶液是指盡可能地接近飽和。如待結(jié)晶的物質(zhì)在溶劑中溶解速度較慢，需要較長(zhǎng)加熱時(shí)間時(shí)(或用易揮發(fā)有機(jī)溶劑時(shí))，必須_回流裝置(圖2-1)，使溶解過(guò)程中蒸發(fā)的溶劑經(jīng)冷凝管冷凝，流回容器中，防止溶劑蒸氣的逸出。圖2-1回流裝置用混合溶劑重結(jié)晶

16、時(shí)，先用適量溶解度較大的溶劑，在加熱情況下將待結(jié)晶的物質(zhì)溶解，再滴加溶解度較小的熱溶劑，至剛混濁為止，然后加熱促使溶液澄清。若加熱仍不能使溶液澄清，則可再小心滴加溶解度大的熱溶劑，使溶液剛好澄清，然后靜置冷卻析出結(jié)晶。溶液中如果含有帶色雜質(zhì)或樹脂狀物質(zhì)，會(huì)妨礙結(jié)晶，并使污染晶體。此時(shí)常用活性炭除去這些雜質(zhì)，使物質(zhì)脫色純化?；钚蕴坑昧扛鶕?jù)所含雜質(zhì)的多少而定。一般所用活性炭的量為粗品重量的1-_%，若仍不能使溶液脫色，則可再加1-_%量的活性炭重復(fù)操作一次。盡可能不要多加，因?yàn)榛钚蕴恳材芪揭徊糠直惶峒兾镔|(zhì)。加入活性炭必須在待結(jié)晶的物質(zhì)全部溶解后，使溶液稍冷卻再加入，然后煮沸5-_min。必須注意

17、不能把活性炭加到正在沸騰的溶液中，以免引起液體暴沸甚至溢出容器。(3)熱過(guò)濾熱過(guò)濾可除去不溶性雜質(zhì)和防止由于溫度降低析出結(jié)晶，因此在熱過(guò)濾時(shí)應(yīng)盡量不讓熱飽和溶液的溫度降低，并使熱飽和溶液盡快地通過(guò)漏斗。熱過(guò)濾裝置如圖_所示。折疊濾紙過(guò)濾圖2-2(a)選用頸部粗短的玻璃漏斗，并預(yù)熱好，內(nèi)放折疊濾紙，折疊濾紙的折疊方法見圖2-3。保溫漏斗過(guò)濾圖2-2(b)把玻璃漏斗套在金屬制的熱水漏斗套內(nèi)，套內(nèi)充水，熱過(guò)濾前先將水預(yù)熱，如以水為溶劑，熱過(guò)濾時(shí)可繼續(xù)加熱，如用易燃性有機(jī)溶劑，在熱過(guò)濾前必需熄火。減壓過(guò)濾或抽濾如圖2-2(c)選用與熱飽和溶液的量相當(dāng)?shù)牟际下┒泛统闉V瓶，將預(yù)熱后的布氏漏斗按在抽濾瓶上，

18、漏斗管的下端斜口要正對(duì)抽濾瓶的側(cè)管，抽濾瓶與水泵相連(最好中間接一安全瓶，再和水泵相連)。圖2-2折疊濾紙過(guò)濾(a)、保溫漏斗過(guò)濾(b)與減壓過(guò)濾(c)(4)析出晶體將熱過(guò)濾的濾液(如在濾液中已析出晶體，可加熱使之溶解)室溫下自然冷卻，晶體從濾液中析出，使溶解度大的雜質(zhì)留在母液中。若在冷水浴中迅速冷卻并攪拌，可得到顆粒很小的晶體，小晶體表面積較大，吸附其表面的雜質(zhì)較多。(5)收集晶體采用減壓過(guò)濾，將晶體從母液中分離出來(lái)，為除去晶體表面的母液，用少量與重結(jié)晶溶劑相同的溶劑進(jìn)行洗滌。(6)干燥晶體抽濾和洗滌后的結(jié)晶，表面上還吸附有少量溶劑，應(yīng)根據(jù)重結(jié)晶所用的溶劑及結(jié)晶的性質(zhì)選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行干燥。

19、2.實(shí)驗(yàn)(1)乙酰苯胺的重結(jié)晶稱取1.5g乙酰苯胺粗品，放在_ml的錐形瓶中，加入_ml水，放入水浴中加熱，使其完全溶解，若不溶解，可添加3-_ml熱水，直至完全溶解(注意判斷是否有不溶性雜質(zhì)存在)后再多加_ml熱水；將錐形瓶從水浴中取出，稍冷，加少量活性炭，攪拌，使活性炭均勻地分散在溶液中，再加熱5-_min。在水浴中預(yù)熱短頸漏斗，放折疊濾紙，并用少量熱水潤(rùn)濕。將上述熱溶液分批傾入漏斗中，用干凈燒杯收集濾液，濾畢，濾液自然冷卻到室溫后，再用冷水冷卻至結(jié)晶完全析出，抽濾。用_ml水分兩次洗滌，洗滌時(shí)應(yīng)先停止抽濾，用玻璃鏟輕輕將濾餅撥松，水浸濕結(jié)晶再抽濾，抽干(無(wú)水滴下)后，取出結(jié)晶，放在干凈的表面皿上，攤開，放入烘箱中干燥，稱重，計(jì)算回收率，測(cè)熔點(diǎn)。五、注釋_乙酰苯胺20時(shí)水中的溶解度為0.46g，100時(shí)為5.5g。_當(dāng)加熱至83時(shí)，未溶解的乙