常用有机溶剂的纯化方法

常用有机溶剂纯化方法
1. 甲醇(CH3OH)
工业甲醇含水量在0.5%~1%,含醛酮(以丙酮计)约0.1%。由于甲醇和水不形成共沸混合物,因此可用高效精馏柱将少量水除去。精制甲醇中含水0.1%和丙酮0.02%,一般已可应用。若需含水量低于0.1%,可用3A分子筛干燥,也可用镁处理(见绝对乙醇的制备)。若要除去含有的羰基化合物,可在500mL甲醇中加入25mL糠醛和60mL10%NaOH溶液,回流6~12小时,即可分馏出无丙酮的甲醇,丙酮与糠醛生成树脂状物留在瓶内。
. 64.95℃,nD20 1.3288,d420 0.7914。
甲醇为一级易燃液体,应贮存于阴凉通风处,注意防火。甲醇可经皮肤进入人体,饮用或吸入蒸气会刺激视神经及视网膜,导致眼睛失明,直到死亡。人的半致死量LD50为/kg,经口服甲醇的致死量LD为1g/kg,15mL可致失明。
2. 乙醇(CH3CH2OH)
工业乙醇含量为95.5%,含水4.4%,乙醇与水形成共沸物,不能用一般分馏法去水。
实验室常用生石灰为脱水剂,乙醇中的水与生石灰作用生成氢氧化钙可去除水分,蒸馏后可得含量约99.5%的无水乙醇。如需绝对无水乙醇,可用金属钠或金属镁将无水乙醇进一步处理,得到纯度可超过99.95%的绝对乙醇。
(1)无水乙醇(含量99.5%)的制备
在500ml圆底烧瓶中,加入95%乙醇200mL和生石灰50g, 放置过夜。然后在水浴上回流3小时,再将乙醇蒸出,得含量约99.5%的无水乙醇。
另外可利用苯、水和乙醇形成低共沸混合物的性质,将苯加入乙醇中,进行分馏,在64.9℃时蒸出苯、水、乙醇的三元恒沸混合物,多余的苯在68.3℃与乙醇形成二元恒沸混合物被蒸出,最后蒸出乙醇。工业多采用此法。
(2)绝对乙醇(含量99.95%)的制备
①用金属镁制备
在250mL的圆底烧瓶中放置干燥洁净的镁条和几小粒碘加入10mL99.5%的乙醇装上回流冷凝管。在冷凝管上端附加一只氯化钙干燥管,在水浴上加热,注意观察在碘周围的镁的反应,碘的棕减退,镁周围变浑浊,并伴随着氢气的放出,至碘粒完全消失(如不起反应,可再补加数小粒碘)。然后继续加热,待镁条完全溶解后加入100mL 99.5%的乙醇和几粒沸石,继续加热回流1小时,改为蒸馏装置蒸出乙醇,所得乙醇纯度可超过99.95%。反应方程式为:
②用金属钠制备
在500mL 99.5%乙醇中,加入金属钠,安装回流冷凝管和干燥管,加热回流30分钟后,再加入14g邻苯二甲酸二乙酯或13g草酸二乙酯,回流2~3小时,然后进行蒸馏。 金属钠虽能与乙醇中的水作用,产生氢气和氢氧化钠,但所生成的氢氧化钠又与乙醇发生平衡反应,因此单独使用金属钠不能完全除去乙醇中的水,须加入过量的高沸点酯,如邻苯二甲酸二乙酯与生成的氢氧化钠作用,抑制上述反应,从而达到进一步脱水的目的。反应方程式为:
由于乙醇有很强的吸湿性,故仪器必须烘干,并尽量快速操作,以防吸收空气中的水分。
. 78.5℃,nD20 1.3611,d420  0.7893。手写屏
乙醇为一级易燃液体,应存放在阴凉通风处,远离火源。乙醇可通过口腔、胃壁粘膜吸入,对人体产生刺激作用,引起酩酊、睡眠和麻醉作用。严重时引起恶心、呕吐甚至昏迷。人的半致死量LD50为/kg。
3. 乙醚(CH3CH2OCH2CH3)
普通乙醚中常含有一定量的水、乙醇及少量过氧化物等杂质。制备无水乙醚,首先要检验有无过氧化物。为此取少量乙醚与等体积的2%碘化钾溶液,加入几滴稀盐酸一起振摇,若能使淀粉溶液呈紫或蓝,即证明有过氧化物存在。除去过氧化物可在分液漏斗中加入普通乙醚和相当于乙醚体积1/5新配制的硫酸亚铁溶液,剧烈摇动后分去水溶液。再用浓硫酸及金属钠作干燥剂,所得无水乙醚可用于Grignard反应。
在250mL圆底烧瓶中,放置100mL除去过氧化物的普通乙醚和几粒沸石,装上回流冷凝管。冷凝管上端通过一带有侧槽的软木塞,插入盛有10mL浓硫酸的滴液漏斗。通入冷凝水,
将浓硫酸慢慢滴入乙醚中。由于脱水发热,乙醚会自行沸腾。加完后摇动反应瓶。
待乙醚停止沸腾后,折下回流冷凝管,改成蒸馏装置回收乙醚。在收集乙醚的接引管支管上连一氯化钙干燥管,用与干燥管连接的橡皮管把乙醚蒸气导入水槽。在蒸馏瓶中补加沸石后,用事先准备好的热水浴加热蒸馏,蒸馏速度不宜太快,以免乙醚蒸气来不及冷凝而逸散室内。收集约70mL乙醚,待蒸馏速度显著变慢时,可停止蒸馏。瓶内所剩残液,倒入指定的回收瓶中,切不可将水加入残液中(飞溅)。
将收集的乙醚倒入干燥的锥形瓶中,将钠块迅速切成极薄的钠片加入,然后用带有氯化钙干燥管的软木塞塞住,或在木塞中插入末端拉成毛细管的玻璃管,这样可防止潮气侵入,并可使产生的气体逸出,放置24小时以上,使乙醚中残留的少量水和乙醇转化成氢氧化钠和乙醇钠。如不再有气泡逸出,同时钠的表面较好,则可储存备用。如放置后,金属钠表面已全部发生作用,则须重新加入少量钠片直至无气泡发生。这种无水乙醚可符合一般无水要求。
另外也可用无水氯化钙浸泡几天后,用金属钠干燥以除去少量的水和乙醇。
. 34.51℃,nD20  1.3526,d420 0.71378。
乙醚为一级易燃液体,由于沸点低、闪电低、挥发性大,贮存时要避免日光直射,远离热源,注意通风,并加入少量氢氧化钾以避免过氧化的形成。乙醚对人有麻醉作用,当吸入含乙醚3.5%(体积)的空气时,30~40min就可失去知觉。大鼠口服半致死量LD50为/kg。
4. 丙酮(CH3COCH3)
普通丙酮含有少量水及甲醇、乙醛等还原性杂质,可用下列方法精制:
在100mL丙酮中加入高锰酸钾回流,以除去还原性杂质,若高锰酸钾紫很快消失,须再补加少量高锰酸钾继续回流,直至紫不再消失为止,蒸出丙酮。用无水碳酸钾或无水硫酸钙干燥,过滤,蒸馏,收集55~56.5℃馏分。
. 56.2℃,nD20  1.3588,d420  0.7899。
丙酮为常用溶剂,一级易燃液体,沸点低,挥发性大,应置阴凉处密封贮存,严禁火源。虽丙酮毒性较低,但长时期处于丙酮蒸气中也能引起不适症状,蒸气浓度为4000×10-6时60min后会呈现头痛、昏迷等中毒症状,脱离丙酮蒸气后恢复正常。
5. 乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)
一般化学试剂,含量为98%,另含有少量水、乙醇和乙酸,可用以下方法精制:
(1) 取100mL 98%乙酸乙酯,加入9mL乙酸酐回流4h除去乙醇及水等杂质,然后蒸馏,蒸馏液中加2~3g无水碳酸钾,干燥后再重蒸,可得99.7%左右的纯度。
(2) 也可先用与乙酸乙酯等体积的5%碳酸钠溶液洗涤,再用饱和氯化钙溶液洗涤,然后加无水碳酸钾干燥、蒸馏。(如对水分要求严格时,可在经碳酸钾干燥后的酯中加入少许五氧化二磷,振摇数分钟,过滤,在隔湿条件下蒸馏。)
.谷氨酰胺合成酶 77.1℃,nD20  d420 0.9903。
乙酯乙酯有果香气味,对眼睛、皮肤和粘膜有刺激性。乙酸乙酯为一级易燃品。它与空气混合物的爆炸极限为2.2%~11.4%。
6. 石油醚
石油醚是石油的低沸点馏分,为低级烷烃的混合物,按沸程不同分为30~60℃,60~90℃,
90~120℃类。主要成分为戊烷、己烷、庚烷,此外含有少量不饱和烃、芳烃等杂质。精制方法:在分液漏斗中加入石油醚及其体积1/10的浓硫酸一起振摇,除去大部分不饱和烃。然后用10%硫酸配成的高锰酸钾饱和溶液洗涤,直到水层中紫消失为止,再经水洗,用无水氯化钙干燥后蒸馏。
石油醚为一级易燃液体。大量吸入石油醚蒸气有麻醉症状。
7. 苯(C6rct-341H6)
普通苯含有少量水(约0.02%)及噻吩(约0.15%)。若需无水苯,可用无水氯化钙干燥过夜,过滤后压入钠丝。
无噻吩苯可根据噻吩比苯容易磺化的性质,用下述方法纯化。在分液漏斗中,将苯用相当其体积10%的浓硫酸在室温下一起振摇,静置混合物,弃去底层的酸液,再加入新的浓硫酸,重复上述操作直到酸层呈无或淡黄,且检验无噻吩为止。苯层依次用水、10%碳酸钠溶液、水洗涤,再用无水氯化钙干燥,蒸馏,收集80℃馏分备用。若要高度干燥的苯,可压入钠丝或加入钠片干燥。
噻吩的检验:取5滴苯于试管中,加入5滴浓硫酸及1~2滴1%靛红(浓硫酸溶液),振摇片刻,如呈墨绿或蓝,表示有噻吩存在。
. 80.1℃,nD20  1.5011,d420 0.87865。
苯为一级易燃品。苯的蒸气对人体有强烈的毒性,以损害造血器官与神经系统最为显著,病状为白细胞降低、头晕、失眠、记忆力减退等。
8. 氯仿()(HCCl3)
氯仿露置于空气和光照下,与氧缓慢作用,分解产生光气、氯和氯化氢等有毒物质。普通氯仿中加有0.5%~1%的乙醇作稳定剂,以便与产生的光气作用转变成碳酸乙酯而消除毒性。纯化方法有两种:第一种,依次用氯仿体积5%的浓硫酸、水、稀氢氧化钠溶液和水洗涤,无水氯化钙干燥后蒸馏即得;第二种,可将氯仿与其1/2体积的水在分液漏斗中振摇数次,以洗去乙醇,然后分去水层,用无水氯化钙干燥。
除去乙醇的氯仿应装于棕瓶内,贮存于阴暗处,以避免光照。氯仿绝对不能用金属钠干燥,因易发生爆炸。
. 61.7℃nD20不倒翁沙袋 d420  1.4832。
氯仿具有麻醉性,长期接触易损坏肝脏。液体氯仿接触皮肤有很强的脱脂作用,产生损伤,进一步感染会引起皮炎。但本品不燃烧,在高温与明火或红热物体接触会产生剧毒的光气和氯化氢气体,应置阴凉处密封贮存。
9. N,N-二甲基甲酰胺 ( HCON(CH3窄叶火棘)2 )
N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中主要杂质是胺、氨、甲醛和水。该化合物与水形成HCON(CH3)2·2H2O,在常压蒸馏时有些分解,产生二甲胺和一氧化碳,有酸或碱存在时分解加快。精制方法:可用硫酸镁、硫酸钙、氧化钡或硅胶、4A分子筛干燥,然后减压蒸馏收集76℃/4.79kPa(36mmHg)馏分。如果含水较多时,可加入10%(体积)的苯,常压蒸去水和苯后,用无水硫酸镁或氧化钡干燥,再进行减压蒸馏。
. 153.0℃铜编织线nD20  d420  0.9487。
精制后的二甲基甲酰胺有吸湿性,最好放入分子筛后,密封避光贮存。二甲基甲酰胺为低毒类物质,对皮肤和黏膜有轻度刺激作用,并经皮肤吸收。
10. 二甲亚砜(CH3SOCH3)
二甲亚砜(DMSO)是高极性的非质子溶剂,一般含水量约1%,另外还含有微量的二甲硫醚及二甲砜。常压加热至沸腾可部分分解。要制备无水二甲亚砜,可先进行减压蒸馏,然后用4A分子筛干燥;也可用氧化钙、氢化钙、氧化钡或无水硫酸钡来搅拌干燥4~8h,再减压蒸馏收集64~65℃/533Pa(4mmHg)馏分。蒸馏时温度不高于90℃,否则会发生歧化反应,生成二甲砜和二甲硫醚。也可用部分结晶的方法纯化。

本文发布于:2024-09-22 20:29:59,感谢您对本站的认可!

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