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(jī)合成中一項(xiàng)格外根本，但是又格外重要的技術(shù)，它原理簡(jiǎn)潔象時(shí)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(zhēng)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(shí)全溶。假設(shè)將此濾液冷卻至室溫時(shí)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(shí)全溶，這時(shí)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(shí)，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(huì)局部地析出，就需再次重致使操作過程冗長(zhǎng)(rongchang)，回收率極大的降低。〔SA=S2.5克/100m100ml溶劑重結(jié)晶，仍可得到純A7A和B含量相等時(shí)，重結(jié)晶就不能用來分別產(chǎn)物了?！搽s質(zhì)太多還會(huì)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(jī)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(shí)能溶解多量的被提純物質(zhì)；而在室溫或更低溫度時(shí)，只能溶解很少量的該種物質(zhì)對(duì)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(shí)被濾去〕簡(jiǎn)潔揮發(fā)〔溶劑的沸點(diǎn)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(jià)廉易得適當(dāng)時(shí)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(yàn)結(jié)果或查閱溶解度數(shù)據(jù)計(jì)算被提取物所需溶劑的量〔但應(yīng)留意，在補(bǔ)加過量。留意事項(xiàng)：溶劑量的多少，因同時(shí)考慮兩個(gè)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(diǎn)溫度時(shí)溶解固體，但必需留意實(shí)際操作溫度是多少，否則會(huì)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(yàn)在100℃時(shí)配成飽和100℃，可能是8090℃？那么在考慮加多少溶劑時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮熱過濾的實(shí)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(rùn)濕等濾瓶，留意和濾紙的大小、濾紙的人潤(rùn)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(qiáng)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(shí)，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(shí)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(shí)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(huì)析出晶體，供給定型晶核，使晶體快速形成。有時(shí)被提純化合物呈油狀析出，雖然該油狀物經(jīng)長(zhǎng)時(shí)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(rùn)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(shí)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(duì)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(diǎn)物質(zhì)在空氣中枯燥是最簡(jiǎn)潔的枯燥方法。烘干〔對(duì)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(diǎn)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(yàn)三重結(jié)晶提純法一、試驗(yàn)?zāi)康模旱牟僮鞣椒?，其中包括以下幾點(diǎn)：樣品的溶解，突出用易燃的有機(jī)溶劑時(shí)溶解樣品應(yīng)承受儀器裝置及安會(huì)留意事項(xiàng)。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(shí)儀器的使用及留意事項(xiàng)。二、根本原理固體有機(jī)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(diǎn)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(huì)有暴沸的危急〕3、乘熱過濾除去不溶性雜質(zhì)乘熱過濾時(shí)，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(rùn)濕濾紙〔出而堵塞濾紙孔，將溶液沿玻棒倒入，過濾時(shí)，漏斗上可蓋上外表皿〔凹面對(duì)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(yàn)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(dòng)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(shí)真空度可漸漸上升些，直至抽“干”為止。停泵時(shí)，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(gè)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(shí)，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(shí)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(shí)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(jī)溶劑重結(jié)晶時(shí)，哪些操作簡(jiǎn)潔著火？怎樣才能避開呢？答：有機(jī)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(shí)要熄滅鄰近的一不易發(fā)，又便于搖動(dòng)，促使固體物質(zhì)溶解。假設(shè)使用的溶劑是低沸點(diǎn)易燃的解速度較慢，需要較長(zhǎng)時(shí)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(huì)消滅油狀物，此油狀物不是雜質(zhì)。乙酰苯胺的熔點(diǎn)為114℃，但當(dāng)乙酰苯胺用水重結(jié)晶時(shí)，往往于83℃就熔化成液體，這時(shí)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(shí)，假設(shè)濾紙大于漏斗瓷孔面時(shí)，有什么不好？答：假設(shè)濾紙大于漏斗瓷孔面時(shí)，濾紙將會(huì)折邊，那樣濾液在抽濾時(shí)將會(huì)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(huì)有什么問題產(chǎn)生？答：如不先拔除橡皮管就關(guān)水泵，會(huì)發(fā)生水倒吸入抽濾瓶?jī)?nèi)，假設(shè)需要的是濾液?jiǎn)栴}就大了。8、某一有機(jī)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(jī)化合物不起化學(xué)反響〔〕因?qū)Ρ惶峒兊挠袡C(jī)物應(yīng)具有熱溶，冷〔3〕雜質(zhì)和被提純物質(zhì)，應(yīng)是一個(gè)熱溶，一個(gè)熱不溶〔4〕對(duì)要提純的有機(jī)物能在其中形成較整齊的晶體〔5〕溶劑