重結(jié)晶操作技術(shù)

1、重結(jié)晶技術(shù)眾所周知，重結(jié)晶是有機(jī)合成中一項非?；?，但是又非常重要的技術(shù)，它原理簡單、使用方便，但是真的要做好重結(jié)晶，不是那么容易的事，尤其是溶劑的選擇，以及在出現(xiàn)乳化現(xiàn)象時的處理等等都有很深的學(xué)問，這里轉(zhuǎn)一個關(guān)于重結(jié)晶技術(shù)的文章，希望對大家有所幫助！1、原理：固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關(guān)系。一般是溫度升高，溶解度增大。若把固體溶解在熱的溶劑中達(dá)到飽和，冷卻時即由于溶解度降低，溶液變成過飽和而析出晶體。利用溶劑對被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同，可以使被提純物質(zhì)從過飽和溶液中析出。而讓雜質(zhì)全部或大部分仍留在溶液中（若在溶劑中的溶解度極小，則配成飽和溶液后被過濾除去），從而達(dá)到提純目的。

2、2、關(guān)于可以應(yīng)用重結(jié)晶法的討論：假設(shè)一固體混合物由9.5克被提純物A和0.5克雜質(zhì)B組成，選擇某溶劑進(jìn)行重結(jié)晶，室溫時A、B在此溶劑中的溶解度分別為SA和SB，通常存在下列三種情況：（1）室溫下雜質(zhì)較易溶解（SB>SA）。設(shè)在室溫下SB2.5克/100ml，SA0.5克/100ml，如果A在此沸騰溶劑中的溶解度為 9.5克/100ml，則使用100ml溶劑即可使混合物在沸騰時全溶。若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，即被提純物回收率達(dá)到94。如果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

3、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。由此可見，如果雜質(zhì)在冷時的溶解度大而產(chǎn)物在冷時的溶解度小，或溶劑對產(chǎn)物的溶解性能隨溫度的變化大，這兩方面都有利于提高回收率。（2）雜質(zhì)較難溶解（SB<SA）。設(shè)在室溫下SB0.5克/100ml，SA2.5克/100ml，A在此沸騰溶劑中的溶解度仍為9.5克 /100ml，則在100ml溶劑重結(jié)晶后的母液中含有2.5克A和0.5克（即全部）B，析出結(jié)晶A7克，產(chǎn)物的回收率為74。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也會部分地析出，就需再次重結(jié)晶。如果混合物中雜質(zhì)

4、含量很多，則重結(jié)晶的溶劑量就要增加，或者重結(jié)晶的次數(shù)要增加，致使操作過程冗長(rongchang)，回收率極大的降低。（3）兩者溶解度相等（SA=SB）。設(shè)在室溫下皆為2.5克/100ml，若也用100ml溶劑重結(jié)晶，仍可得到純A7克。但如果這時雜質(zhì)含量很多，則用重結(jié)晶分離產(chǎn)物就比較困難。在A和B含量相等時，重結(jié)晶就不能用來分離產(chǎn)物了。從上述討論總可以看出，在任何情況下，雜志的含量過多都是不利的（雜質(zhì)太多還會影響結(jié)晶速度，甚至妨礙結(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(jī)混合物。3、選擇溶劑的條件：（1）不與被提純物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)（2）在較高溫度時能溶解多量的被提純物質(zhì)；而在

5、室溫或更低溫度時，只能溶解很少量的該種物質(zhì)（3）對雜質(zhì)的溶解非常大或者非常小（前一種情況是使雜質(zhì)留在母液中不隨被提純物晶體一同析出；后一種情況是使雜質(zhì)在熱過濾時被濾去）（4）容易揮發(fā)（溶劑的沸點較低），易與結(jié)晶分離除去（5）能給出較好的晶體（6）無毒或毒性很小，便于操作（7）價廉易得（8）適當(dāng)時候可以選用混合溶劑選擇好溶劑后進(jìn)行溶解：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，在將被提取物晶體置于錐形瓶中，加入較需要量稍少的適宜溶劑，加熱到微微沸騰一段時間后，若未完全溶解，可再添加溶劑，每次加溶劑后需再加熱使溶液沸騰，直至被提取物晶體完全溶解（但應(yīng)注意，在補(bǔ)加溶劑后，發(fā)現(xiàn)未溶

6、解固體不減少，應(yīng)考慮是不溶性雜質(zhì)，此時就不要再補(bǔ)加溶劑，以免溶劑過量）。注意事項：（1）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，并可能造成更大的損失；容極多，顯然會影響回收率。故兩者應(yīng)綜合考慮。一般可比需要量多加20左右的溶劑（有人認(rèn)為一般可比需要量多20100的溶劑）。（2）可以在溶劑沸點溫度時溶解固體，但必須注意實際操作溫度是多少，否則會因?qū)嶋H操作時，被提純物晶體大量析出。但對某些晶體析出不敏感的被提純物，可考慮在溶劑沸點時溶解成飽和溶液，故因具體情況決定，不能一概而論。例如，本次實驗在100時配成飽和溶液，而熱過濾操作溫度不可能是100，可能是 80？也

7、可能是90？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。（3）為了避免溶劑揮發(fā)及可燃性溶劑著火或有毒溶劑中毒，應(yīng)在錐形瓶上裝置回流冷凝管，添加溶劑可從冷凝管的上端加入。（4）若溶液中含有色雜質(zhì)，則應(yīng)加活性炭脫色，應(yīng)特別注意活性炭的使用。5、乗熱過濾n（1）若為易燃溶劑，則應(yīng)防止著火或防止溶劑揮發(fā)。（2）應(yīng)注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）；應(yīng)洗凈抽濾瓶，注意和濾紙的大小、濾紙的人潤濕等操作，開始不要減壓太甚，以免將濾紙抽破（在熱溶劑中，濾紙強(qiáng)度大大下降）。6、結(jié)晶（1）將濾液在室溫或保溫下靜置使之緩緩冷卻（如濾液已析出晶體，可加熱使之溶解），析出晶體，

8、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（視具體情況而定，若使用的溶劑在冰水或冰鹽水中能析出結(jié)晶，就不能采用此步驟）。（2）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溶液也不析出晶體，在這種情況下，可用玻棒摩擦器壁以形成粗糙面，使溶質(zhì)分子成定向排列而形成結(jié)晶的過程較在平滑面上迅速和容易；或者投入晶種（同一物資的晶體，若無此物質(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，使晶體迅速形成。（3）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，但這樣的固體往往含有較多的雜質(zhì)（雜質(zhì)在油狀物中常較在溶劑中的溶解度大

9、；其次，析出的固體中還包含一部分母液），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。這時可將析出油狀物的溶液重新加熱溶解，然后慢慢冷卻。一當(dāng)油狀物析出時便劇烈攪拌混合物，使油狀物在均勻分散的狀況下固化，但最好是重新選擇溶劑，使其得到晶形產(chǎn)物。7、抽氣過濾（減壓過濾）（1）裝置中各儀器的名稱和用途介紹。（2）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泵并關(guān)閉安全瓶上的活塞，將濾紙吸緊打開安全瓶上的活塞，再關(guān)閉水泵借助玻棒，將待分離物分批倒入漏斗中，并用少量濾液洗出粘附在容器上的晶體，一并倒入漏斗中再次開啟水泵并關(guān)閉安全瓶上的活塞進(jìn)行減壓過濾直至漏

10、斗頸口無液滴為止打開安全瓶上的活塞，再關(guān)閉水泵用少量溶劑潤濕晶體再次開啟水泵并關(guān)閉安全瓶上的活塞進(jìn)行減壓過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)行12次）。如重結(jié)晶溶劑沸點較高，在用原溶劑至少洗滌一次后，可用低沸點的溶劑洗滌，使最后的結(jié)晶產(chǎn)物易于干燥（要注意該溶劑必須是能和第一種溶劑互溶而對晶體是不容或微溶的）。抽濾所得母液若有用，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)晶的干燥在測定熔點前，晶體必須充分干燥，否則測定的熔點會偏低。固體干燥的方法很多，要根據(jù)重結(jié)晶所用溶劑及結(jié)晶的性質(zhì)來選擇：（1）空氣涼干（不吸潮的低熔點物質(zhì)在空氣中干燥是最簡單的干燥方法）

11、。（2）烘干（對空氣和溫度穩(wěn)定的物質(zhì)可在烘箱中干燥，烘箱溫度應(yīng)比被干燥物質(zhì)的熔點低2050。（3）用濾紙吸干（此方法易將濾紙纖維污染到固體物上）（4）置于干燥器中干燥 作者: li_hip 發(fā)布日期: 2006-5-25 試驗 三 重結(jié)晶提純法一、實驗?zāi)康模和ㄟ^實驗讓學(xué)生能熟練掌握用水、有機(jī)溶劑及混合溶劑重結(jié)晶純化固體有機(jī)物質(zhì)的各項具體的操作方法，其中包括以下幾點：（1）樣品的溶解，突出用易燃的有機(jī)溶劑時溶解樣品應(yīng)采用儀器裝置及安會注意事項。（2）過濾及熱過濾；菊花濾紙的折法。（3）結(jié)晶及用活性炭脫色。（4）抽濾：布氏漏斗、抽濾瓶、安全瓶、循環(huán)水泵等的安裝及使用。（5）產(chǎn)品的干燥，包括風(fēng)干（自

12、然晾干）和烘干（使用烘箱、紅外干燥）時儀器的使用及注意事項。二、基本原理固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關(guān)系。一般是溫度升高， 溶解度增大。利用溶劑對被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同，可以使被提純物質(zhì)從過飽和溶液中析出，而讓雜質(zhì)全部或大部分仍留在溶液中，或者相反，從而達(dá)到分離、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)根據(jù)“相似相溶”的一般原理。溶質(zhì)往往溶于結(jié)構(gòu)與其相似的溶劑中。還可查閱有關(guān)的文獻(xiàn)和手冊，了解某化合物在各種溶劑中不同溫度的溶解度。也可通過實驗來確定化合物的溶解度。即可取少量的重結(jié)晶物質(zhì)在試管中，加入不同種類的溶劑進(jìn)行預(yù)試。適宜溶劑

13、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，溶劑可分批加入，邊加熱邊攪拌，至固體完全溶解后，再多加2O左右（這樣可避免熱過濾時，晶體在漏斗上或漏斗頸中析出造成損失）。切不可再多加溶劑，否則冷后析不出晶體。如需脫色，待溶液稍冷后，加入活性炭（用量為固體15），煮沸510min（切不可在沸騰的溶液中加入活性炭，那樣會有暴沸的危險。）3、乘熱過濾除去不溶性雜質(zhì)乘熱過濾時，先熟悉熱水漏斗的構(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（以免干濾紙吸收溶液中的溶劑，使結(jié)晶析出而堵塞濾紙孔），將溶液沿玻棒倒入，過濾時，漏斗上可

14、蓋上表面皿（凹面向下）減少溶劑的揮發(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）。回流 抽濾實驗裝置4、抽濾抽濾前先熟悉布氏漏斗的構(gòu)造及連接方式，將剪好的濾紙放入，濾紙的直徑切不可大于漏斗底邊緣，否則濾紙會折過，濾液會從折邊處流過造成損失，將濾紙潤濕后，可先倒入部分濾液（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)節(jié)真空度，開始真空度可低些，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，此時真空度可逐漸升高些，直至抽“干”為止。停泵時，要先打開放空閥（二通活塞），再停泵，可避免倒吸。5、結(jié)晶的洗滌和干燥用溶劑沖洗結(jié)晶再抽濾，除去附著的母液。抽濾和洗滌

15、后的結(jié)晶，表面上吸附有少量溶劑，因此尚需用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行干燥。固體的干燥方法很多，可根據(jù)重結(jié)晶所用的溶劑及結(jié)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；置于干燥器中干燥。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：（1）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)（包括脫色）。（3）抽濾、冷卻結(jié)晶，除去母液。（4）洗滌干燥，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)該如何？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，有部分待結(jié)晶的物質(zhì)熱溶時

16、未溶解，熱過濾時和不溶性雜質(zhì)一起留在濾紙上，造成損失?？紤]到熱過濾時，有部分溶劑被蒸發(fā)損失掉，使部分晶體析出留在波紙上或漏斗頸中造成結(jié)晶損失，所以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)完全溶解后才加入？為什么不能在溶液沸騰時加入？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)。因為有色雜質(zhì)雖可溶于沸騰的溶劑中，但當(dāng)冷卻析出結(jié)晶體時，部分雜質(zhì)又會被結(jié)晶吸附，使得產(chǎn)物帶色。所以用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入，并煮沸510min。要注意活性炭不能加入已沸騰的溶液中，以一免溶液暴沸而從容器中沖出。4、使用有機(jī)溶劑重結(jié)晶時，哪些操作容易著火？怎

17、樣才能避免呢？答：有機(jī)溶劑往往不是易燃就是有一定的毒性，也有兩者兼有的，操作時要熄滅鄰近的一切明火，最好在通風(fēng)櫥內(nèi)操作。常用三角燒瓶或圓底燒瓶作容器，因為它們瓶口較窄，溶劑不易發(fā)，又便于搖動，促使固體物質(zhì)溶解。若使用的溶劑是低沸點易燃的，嚴(yán)禁在石棉網(wǎng)上直接加熱，必須裝上回流冷凝管，并根據(jù)其沸點的高低，選用熱浴，若固體物質(zhì)在溶劑中溶解速度較慢，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出現(xiàn)？這是什么？答：在溶解過程中會出現(xiàn)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

18、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)繼續(xù)加入溶劑，直至完全溶解。6 、使用布氏漏斗過濾時，如果濾紙大于漏斗瓷孔面時，有什么不好？答：如果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、停止抽濾前，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)，若需要的是濾液問題就大了。8、某一有機(jī)化合物進(jìn)行重結(jié)晶，最適合的溶劑應(yīng)該具有哪些性質(zhì)？答：（1）與被提純的有機(jī)化合物不起化學(xué)反應(yīng)。（2）因?qū)Ρ惶峒兊挠袡C(jī)物應(yīng)具有熱溶，冷不溶性質(zhì)。（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(jī)物能在其中形成較整齊的晶體。（5）溶劑的沸點，不宜太低（易損），也不宜太高（難除）。（6）價廉易得無毒。 作者: li_hip 發(fā)布日期: 2006-5-25 9、