重結(jié)晶操作技術(shù)

重結(jié)晶技術(shù)眾所周知，重結(jié)晶是有機合成中一項格外根本，但是又格外重要的技術(shù)，它原理簡潔象時的處理等等都有很深的學(xué)問1、原理：全部或大局部仍留在溶液中〔假設(shè)在溶劑中的溶解度微小，則配成飽和溶液后被過濾除去，從而到達(dá)提純目的。2、關(guān)于可以應(yīng)用重結(jié)晶法的爭論：9.5克被提純物A0.5克雜質(zhì)BA、B在此溶劑中的溶解度分別為SA和SB，通常存在以下三種狀況：〔SB>SS＝2.5克/100mS＝0.5克/100mlA在此沸騰溶劑中的溶解度為9.5克/100ml100ml溶劑即可使混合物在沸騰時全溶。假設(shè)將此濾液冷卻至室溫時可析出A9g〔不考慮操作上的損失〕而B仍留在母液中，A損失很小，即被提純物回收率到達(dá)94％。假設(shè)A在此沸騰溶劑中的溶解度為47.5克/100ml，則只要使用20ml溶劑即可使混合物在沸騰時全溶，這時濾液可析出A9.4克，B仍可留在母液中，被提純物的回收率高達(dá)99％。隨溫度的變化大，這兩方面都有利于提高回收率。雜質(zhì)較難溶解SB<S。設(shè)在室溫下S＝0.5/100m，S＝2.5克/100m，A在9.5克/100ml100ml2.5克A0.5克〔即全部〕B，析出結(jié)晶A774％。但這時，即使A在沸騰溶劑中的溶解度更大，使用的溶劑也不能再少了，否則雜質(zhì)B也會局部地析出，就需再次重致使操作過程冗長(rongchang)，回收率極大的降低?！睸A=S2.5克/100m100ml溶劑重結(jié)晶，仍可得到純A7A和B含量相等時，重結(jié)晶就不能用來分別產(chǎn)物了?！搽s質(zhì)太多還會影響結(jié)晶速度，甚至阻礙結(jié)晶的生成。一般重結(jié)晶只適用于純化雜質(zhì)含量在5％以下的固體有機混合物。3、選擇溶劑的條件：不與被提純物質(zhì)起化學(xué)反響在較高溫度時能溶解多量的被提純物質(zhì)；而在室溫或更低溫度時，只能溶解很少量的該種物質(zhì)對雜質(zhì)的溶解格外大或者格外小〔前一種狀況是使雜質(zhì)留在母液中不隨被提純物晶體一同析出；后一種狀況是使雜質(zhì)在熱過濾時被濾去〕簡潔揮發(fā)〔溶劑的沸點較低，易與結(jié)晶分別除去能給出較好的晶體無毒或毒性很小，便于操作價廉易得適當(dāng)時候可以選用混合溶劑選擇好溶劑后進(jìn)展溶解：4、溶解通過試驗結(jié)果或查閱溶解度數(shù)據(jù)計算被提取物所需溶劑的量〔但應(yīng)留意，在補加過量。留意事項：溶劑量的多少，因同時考慮兩個因素。容極少則收率高，但可能給熱過濾帶來麻煩，20％左右的溶劑〔有人認(rèn)為一般可比需要量多20—100％的溶劑?？梢栽谌軇┓悬c溫度時溶解固體，但必需留意實際操作溫度是多少，否則會因?qū)嶋H操溶解成飽和溶液，故因具體狀況打算，不能一概而論。例如，本次試驗在100℃時配成飽和100℃，可能是8090℃？那么在考慮加多少溶劑時，應(yīng)同時考慮熱過濾的實際操作溫度。，添加溶劑可從冷凝管的上端參加。假設(shè)溶液中含有色雜質(zhì)，則應(yīng)加活性炭脫色，應(yīng)特別留意活性炭的使用。5、乗熱過濾\\n〔1〕假設(shè)為易燃溶劑，則應(yīng)防止著火或防止溶劑揮發(fā)。2應(yīng)留意濾紙的折疊方法及操作要領(lǐng)〔包括漏斗的預(yù)熱、濾紙的熱水潤濕等濾瓶，留意和濾紙的大小、濾紙的人潤濕等操作，開頭不要減壓太甚，以免將濾紙抽破〔在熱溶劑中，濾紙強度大大下降。6、結(jié)晶〔如濾液已析出晶體，可加熱使之溶解，析出晶體，再用冷水充分冷卻。必要時，可進(jìn)一步用冰水或冰鹽水等冷卻〔視具體狀況而定，假設(shè)使用的溶劑在冰水或冰鹽水中能析出結(jié)晶，就不能承受此步驟。有時由于濾液中有焦油狀物質(zhì)或膠狀物存在，使結(jié)晶不易析出，或有時因形成過飽和〔質(zhì)的晶體，可用玻棒蘸一些溶液稍干后即會析出晶體，供給定型晶核，使晶體快速形成。有時被提純化合物呈油狀析出，雖然該油狀物經(jīng)長時間靜置或足夠冷卻后也可固化，〔的固體中還包含一局部母液，純度不高。用大量溶劑稀釋，雖可防止油狀物生成，但將使產(chǎn)物大量損失。合物，使油狀物在均勻分散的狀況下固化，但最好是重選擇溶劑，使其得到晶形產(chǎn)物。7、抽氣過濾〔減壓過濾〕裝置中各儀器的名稱和用途介紹。減壓過濾程序介紹：剪裁合符規(guī)格的濾紙放入漏斗中→用少量溶劑潤濕濾紙→開啟水開啟水泵并關(guān)閉安全瓶上的活塞進(jìn)展減壓過濾直至漏斗頸口無液滴為止→翻開安全瓶上的濾直至漏斗頸口無液滴為止〔必要時可用玻塞擠壓晶體，此操作一般進(jìn)展1—2次。晶產(chǎn)物易于枯燥〔要留意該溶劑必需是能和第一種溶劑互溶而對晶體是不容或微溶的。抽濾所得母液假設(shè)有用，可移至其它容器內(nèi)，再作回收溶劑及純度較低的產(chǎn)物。8、結(jié)晶的枯燥重結(jié)晶所用溶劑及結(jié)晶的性質(zhì)來選擇：空氣涼干〔不吸潮的低熔點物質(zhì)在空氣中枯燥是最簡潔的枯燥方法。烘干〔對空氣和溫度穩(wěn)定的物質(zhì)可在烘箱中枯燥，烘箱溫度應(yīng)比被枯燥物質(zhì)的熔點低20—50℃。用濾紙吸干〔此方法易將濾紙纖維污染到固體物上〕置于枯燥器中枯燥作者:li_hip 公布日期:2023-5-25試驗三重結(jié)晶提純法一、試驗?zāi)康模旱牟僮鞣椒?，其中包括以下幾點：樣品的溶解，突出用易燃的有機溶劑時溶解樣品應(yīng)承受儀器裝置及安會留意事項。過濾及熱過濾；菊花濾紙的折法。結(jié)晶及用活性炭脫色。抽濾：布氏漏斗、抽濾瓶、安全瓶、循環(huán)水泵等的安裝及使用。產(chǎn)品的枯燥，包括風(fēng)干〔自然晾干〕和烘干〔使用烘箱、紅外枯燥〕時儀器的使用及留意事項。二、根本原理固體有機物在溶劑中的溶解度與溫度有親熱關(guān)系。一般是溫度上升，溶解度增大。利質(zhì)全部或大局部仍留在溶液中，或者相反，從而到達(dá)分別、提純之目的。三、操作要點及說明重結(jié)晶提純法的一般過程為：1、選擇適宜的溶劑在選擇溶劑時應(yīng)依據(jù)“相像相溶”的一般原理。溶質(zhì)往往溶于構(gòu)造與其相像的溶劑中。適宜溶劑應(yīng)符合的條件：見曾紹瓊書P61。2、將待重結(jié)晶物質(zhì)制成熱的飽和溶液制飽和溶液時，溶劑可分批參加，邊加熱邊攪拌，至固體完全溶解后，再多加2O％左右〔這樣可避開熱過濾時，晶體在漏斗上或漏斗頸中析出造成損失。切不行再多加溶劑，否則冷后析不出晶體。如需脫色，待溶液稍冷后，參加活性炭〔用量為固體15％，煮沸－10mi〔在沸騰的溶液中參加活性炭，那樣會有暴沸的危急〕3、乘熱過濾除去不溶性雜質(zhì)乘熱過濾時，先生疏熱水漏斗的構(gòu)造，放入菊花濾紙〔要使菊花濾紙向外突出的棱角，緊貼于漏斗壁上，先用少量熱的溶劑潤濕濾紙〔出而堵塞濾紙孔，將溶液沿玻棒倒入，過濾時，漏斗上可蓋上外表皿〔凹面對下〕劑的揮發(fā)，盛溶液的器皿一般用錐形瓶〔只有水溶液才可收集在燒杯中?；亓鞒闉V試驗裝置4、抽濾抽濾前先生疏布氏漏斗的構(gòu)造及連接方式，將剪好的濾紙放入，濾紙的直徑切不行大于分濾液〔不要將溶液一次倒入〕啟動水循環(huán)泵，通過緩沖瓶〔安全瓶〕上二通活塞調(diào)整真空度，開頭真空度可低些，這樣不致將濾紙抽破，待濾餅已結(jié)一層后，再將余下溶液倒入，此時真空度可漸漸上升些，直至抽“干”為止。停泵時，要先翻開放空閥〔二通活塞，再停泵，可避開倒吸。5、結(jié)晶的洗滌和枯燥用溶劑沖洗結(jié)晶再抽濾，除去附著的母液。抽濾和洗滌后的結(jié)晶，外表上吸附有少量溶晶的性質(zhì)來選擇，常用的方法有以卞幾種：空氣晾干的；烘干〔紅外燈或烘彩；用濾紙吸干；置于枯燥器中枯燥。四、思考題1、重結(jié)晶法一般包括哪幾個步驟？各步驟的主要目的如何？答：一般包括〕選擇適宜溶劑，制成熱的飽和溶液2〕熱過濾，除去不溶性雜質(zhì)〔括脫色〔3〕抽濾、冷卻結(jié)晶，除去母液〔4〕洗滌枯燥，除去附著母液和溶劑。2、重結(jié)晶時，溶劑的用量為什么不能過量太多，也不能過少？正確的應(yīng)當(dāng)如何？答：過量太多，不能形成熱飽和溶液，冷卻時析不出結(jié)晶或結(jié)晶太少。過少，有局部待結(jié)適宜用量是制成熱的飽和溶液后，再多加20％左右。3、用活性炭脫色為什單要待固體物質(zhì)完全溶解后才參加？為什么不能在溶液沸騰時參加？答：活性炭可吸附有色雜質(zhì)、樹脂狀物質(zhì)以及均勻分散的物質(zhì)。由于有色雜質(zhì)雖可溶于沸性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才參加，并煮沸5－10min。要留意活性炭不能參加已沸騰的溶液中，以一免溶液暴沸而沉著器中沖出。4、使用有機溶劑重結(jié)晶時，哪些操作簡潔著火？怎樣才能避開呢？答：有機溶劑往往不是易燃就是有肯定的毒性，也有兩者兼有的，操作時要熄滅鄰近的一不易發(fā)，又便于搖動，促使固體物質(zhì)溶解。假設(shè)使用的溶劑是低沸點易燃的解速度較慢，需要較長時問，也要裝上回流冷凝管，以免溶劑損失。5、用水重結(jié)晶乙酰苯胺，在溶解過程中有無油狀物消滅？這是什么？答：在溶解過程中會消滅油狀物，此油狀物不是雜質(zhì)。乙酰苯胺的熔點為114℃，但當(dāng)乙酰苯胺用水重結(jié)晶時，往往于83℃就熔化成液體，這時在水層有溶解的乙酰苯胺，在熔化的乙酰苯胺層中含有水，故油狀物為未溶于水而已熔化的乙酰苯胺，所以應(yīng)連續(xù)參加溶劑，直至完全溶解。6、使用布氏漏斗過濾時，假設(shè)濾紙大于漏斗瓷孔面時，有什么不好？答：假設(shè)濾紙大于漏斗瓷孔面時，濾紙將會折邊，那樣濾液在抽濾時將會自濾紙邊沿吸入瓶中，而造成晶體損失。所以不能大，只要蓋住瓷孔即可。7、停頓抽濾前，如不先拔除橡皮管就關(guān)住水閥〔泵〕會有什么問題產(chǎn)生？答：如不先拔除橡皮管就關(guān)水泵，會發(fā)生水倒吸入抽濾瓶內(nèi)，假設(shè)需要的是濾液問題就大了。8、某一有機化合物進(jìn)展重結(jié)晶，最適合的溶劑應(yīng)當(dāng)具有哪些性質(zhì)？〕與被提純的有機化合物不起化學(xué)反響〔〕因?qū)Ρ惶峒兊挠袡C物應(yīng)具有熱溶，冷〔3〕雜質(zhì)和被提純物質(zhì)，應(yīng)是一個熱溶，一個熱不溶〔4〕對要提純的有機物能在其中形成較整齊的晶體〔5〕溶劑