实验室中常用的有机溶剂的纯化方法

实验室中常⽤的有机溶剂的纯化⽅法
1.⼄酸⼄酯
市售的⼄酸⼄酯常含有微量⽔、⼄醇和⼄酸。可先⽤等体积的5%碳酸钠溶液洗涤,再⽤饱和氯化钙溶液洗涤,酯层倒⼊⼲燥的锥形瓶中,加⼊适量⽆⽔碳酸钾⼲燥1h后,蒸馏收集77.0。77.5℃馏分。
2.⽯油醚
⽯油醚是低级烷烃的混合物。根据沸程范围不同可分为30~60℃、60~90℃和90~120℃等不同规格。
⽯油醚中常含有少量沸点与烷烃相近的不饱和烃,难以⽤蒸馏法进⾏分离,此时可⽤浓硫酸和⾼锰酸钾将其除去。⽅法如下。
牛皮纸带在150mL分液漏⽃中,加⼊100mL⽯油醚,⽤10mL浓硫酸分两次洗涤,再⽤10%硫酸与⾼锰酸钾配制的饱和溶液洗涤,直⾄⽔层中紫⾊不再消失为⽌。⽤蒸馏⽔洗涤两次后,将⽯油醚倒⼊⼲燥的锥形瓶中,加⼊⽆⽔氯化钙⼲燥lh。蒸馏,收集需要规格的馏分。
3.氯仿
普通氯仿中含有1%⼄醇(这是为防⽌氯仿分解为有毒的光⽓,作为稳定剂加进去的)。
除去⼄醇的⽅法是⽤⽔洗涤氯仿5~6次后,将分出的氯仿⽤⽆⽔氯化钙⼲燥24h,再进⾏蒸馏,收集60.5~61.5℃馏分。纯品应装在棕⾊瓶内,置于暗处避光保存。
4.苯
青梅1H普通苯中可能含有少量噻吩,除去的⽅法是⽤少量(约为苯体积的15%)浓硫酸洗涤数次,再分别⽤⽔、10%碳酸钠溶液和⽔洗涤。分离出苯,置于锥形瓶中,⽤⽆⽔氯化钙⼲燥24h后,⽔浴加热蒸馏,收集79.5~80.5℃馏分。
在有机化学实验中,经常使⽤各类溶剂作为反应介质或⽤来分离提纯粗产物。由于反应的特点和物质的性质不同,对溶剂规格的要求也不相同。有些反应(如格⽒试剂的制备反应)对溶剂的要求较⾼,即使微量杂质或⽔分的存在,也会影响实验的正常进⾏。这种情况下,就需对溶剂进⾏纯化处理,以满⾜实验的正常要求。这⾥介绍⼏种实验室中常⽤的有机溶剂的纯化⽅法。
5.⽆⽔⼄醚
市售⼄醚中常含有微量⽔、⼄醇和其他杂质,不能满⾜⽆⽔实验的要求。可⽤下述⽅法进⾏处理,制得⽆⽔⼄醚。
在250mL⼲燥的圆底烧瓶中,加⼊100mL⼄醚和⼏粒沸⽯,装上回流冷凝管。将盛有10mL浓硫酸的
滴液漏⽃通过带有侧⼝的橡胶塞安装在冷凝管上端接通冷凝⽔后,将浓硫酸缓慢滴⼊⼄醚中,由于吸⽔作⽤产⽣热,⼄醚会⾃⾏沸腾。当⼄醚停⽌沸腾后,拆除回流冷凝管,补加沸⽯后,改成蒸馏装置,⽤⼲燥的锥形瓶作接收器。在接液管的⽀管上安装⼀⽀盛有⽆⽔氯化钙的⼲燥管,⼲燥管的另⼀端连接橡胶管,将逸出的⼄醚蒸⽓导⼊⽔槽中。
中长波加热器⽤事先准备好的热⽔浴加热蒸馏,收集34.5℃馏分70~80mL,停⽌蒸馏。烧瓶内所剩残液倒⼊指定的回收瓶中(切不可向残液中加⽔!)。
向盛有⼄醚的锥形瓶中加⼊1g钠丝,然后⽤带有氯化钙⼲燥管的塞⼦塞上,以防⽌潮⽓侵⼊并可使产⽣的⽓体逸出。放置汽车分动器
24h,使⼄醚中残存的痕量⽔和⼄醇转化为氢氧化钠和⼄醇钠。如发现⾦属钠表⾯已全部发⽣作⽤,则需补加少量钠丝,放置⾄⽆⽓泡产⽣,⾦属钠表⾯完好,即可满⾜使⽤要求。
6.绝对⼄醇
市售的⽆⽔⼄醇⼀般只能达到99.5%的纯度,⽽许多反应中需要使⽤纯度更⾼的绝对⼄醇,可按下法制取。
在250mL⼲燥的圆底烧瓶中,加⼊0.6g⼲燥纯净的镁丝和10mL99.5%的⼄醇,安装回流冷凝管,
冷凝管上⼝附加⼀⽀⽆⽔氯化钙⼲燥管。
在沸⽔浴上加热⾄微沸,移去热源,⽴刻加⼊⼏粒碘(注意此时不要振荡),可见随即在碘粒附近发⽣反应,若反应较慢,可稍加热,若不见反应发⽣,可补加⼏粒碘。当⾦属镁全部作⽤完毕后,再加⼊100mL99.5%⼄醇和⼏粒沸⽯,⽔浴加热回流
1h。改成蒸馏装置,补加沸⽯后,⽔浴加热蒸馏,收集78.5℃馏分,贮存在试剂瓶中,⽤橡胶塞或磨⼝塞封⼝。
此法制得的绝对⼄醇,纯度可达99.99%。
7.丙酮
市售丙酮中往往含有甲醇、⼄醛和⽔等杂质,可⽤下述⽅法提纯。
在250mL圆底烧瓶中,加⼊100mL丙酮和0.5g⾼锰酸钾,安装回流冷凝管,⽔浴加热回流。若混合液紫⾊很快消失,则需补
加少量⾼锰酸钾,继续回流,直到紫⾊不再消失为⽌。
改成蒸馏装置,加⼊⼏粒沸⽯,⽔浴加热蒸出丙酮,⽤⽆⽔碳酸钾⼲燥1h。
将⼲燥好的丙酮倾⼊250mL圆底烧瓶中,加⼊沸⽯,安装蒸馏装置(全部仪器均须⼲燥!)。⽔浴加热蒸馏,收集55.0~56.5℃馏分。
常⽤有机溶剂的纯化-丙酮
沸点56.2℃,折光率1.358 8,相对密度0.789 9。
普通丙酮常含有少量的⽔及甲醇、⼄醛等还原性杂质。其纯化⽅法有:
磁分离⑴于250mL丙酮中加⼊2.5g⾼锰酸钾回流,若⾼锰酸钾紫⾊很快消失,再加⼊少量⾼锰酸钾继续回流,⾄紫⾊不褪为⽌。然后将丙酮蒸出,⽤⽆⽔碳酸钾或⽆⽔硫酸钙⼲燥,过滤后蒸馏,收集55~56.5℃的馏分。⽤此法纯化丙酮时,须注意丙酮中含还原性物质不能太多,否则会过多消耗⾼锰酸钾和丙酮,使处理时间增长。
⑵将100mL丙酮装⼊分液漏⽃中,先加⼊4mL10%硝酸银溶液,再加
3.6mL1mol/L氢氧化钠溶液,振摇10min,分出丙酮层,再加⼊⽆⽔硫酸钾或⽆⽔硫酸钙进⾏⼲燥。最后蒸馏收集55~56.5℃馏分。此法⽐⽅法⑴要快,但硝酸银较贵,只宜做⼩量纯化⽤。
常⽤有机溶剂的纯化-四氢呋喃
沸点67℃(64.5℃),折光率1.405 0,相对密度0.889 2。
四氢呋喃与⽔能混溶,并常含有少量⽔分及过氧化物。如要制得⽆⽔四氢呋喃,可⽤氢化铝锂在隔绝潮⽓下回流(通常1000mL约需2~4g氢化铝锂)除去其中的⽔和过氧化物,然后蒸馏,收集66℃的馏分蒸馏时不要蒸⼲,将剩余少量残液即倒出)。精制后的液体加⼊钠丝并应在氮⽓氛中保存。处理四氢呋喃时,应先⽤⼩量进⾏试验,在确定其中只有少量⽔和过氧化物,作⽤不致过于激烈时,⽅可进⾏纯化。四氢呋喃中的过氧化物可⽤酸化的碘化钾溶液来检验。如过氧化物较多,应另⾏处理为宜。
常⽤有机溶剂的纯化-⼆氧六环
沸点101.5℃,熔点12℃,折光率1.442 4,相对密度1.033 6。
⼆氧六环能与⽔任意混合,常含有少量⼆⼄醇缩醛与⽔,久贮的⼆氧六环可能
含有过氧化物(鉴定和除去参阅⼄醚)。⼆氧六环的纯化⽅法,在500mL⼆氧六环中加⼊8mL浓盐酸和50mL⽔的溶液,回流6~10h,在回流过程中,慢慢通⼊氮⽓以除去⽣成的⼄醛。冷却后,加⼊固体氢氧化钾,直到不能再溶解为⽌,分去⽔层,再⽤固体氢氧化钾⼲燥24h。然后过滤,在⾦属钠存在下加热回流8~12h,最后在⾦属钠存在下蒸馏,压⼊饥丝密封保存。精制过的1,4-⼆氧环⼰烷应当避免与空⽓接触。
常⽤有机溶剂的纯化-吡啶
沸点115.5℃,折光率1.509 5,相对密度0.981 9。
分析纯的吡啶含有少量⽔分,可供⼀般实验⽤。如要制得⽆⽔吡啶,可将吡啶与粒氢氧化钾(钠)⼀同回流,然后隔绝潮⽓蒸出备⽤。⼲燥的吡啶吸⽔性很强,保存时应将容器⼝⽤⽯蜡封好。
常⽤有机溶剂的纯化-⽯油醚
⽯油醚为轻质⽯油产品,是低相对分⼦质量烷烃类的混合物。其沸程为30~150℃,收集的温度区间⼀般为30℃左右。有
30~60℃,60~90℃,90~120℃等沸程规格的⽯油醚。其中含有少量不饱和烃,沸点与烷烃相近,⽤蒸馏法⽆法分离。⽯油醚的精制通常将⽯油醚⽤其体积的浓硫酸洗涤2~3次,再⽤10%硫酸加⼊⾼锰酸钾配成的饱和溶液洗涤,直⾄⽔层中的紫⾊不再消失为⽌。然后再⽤⽔洗,经⽆⽔氯化钙⼲燥后蒸馏。若需绝对⼲燥的⽯油醚,可加⼊钠丝(与纯化⽆⽔⼄醚相同)。
常⽤有机溶剂的纯化-甲醇
沸点64.96℃,折光率1.328 8,相对密度0.791 4。
普通未精制的甲醇含有0.02%丙酮和0.1%⽔。⽽⼯业甲醇中这些杂质的含量达0.5%~1%。
为了制得纯度达99.9%以上的甲醇,可将甲醇⽤分馏柱分馏。收集64℃的馏分,再⽤镁去⽔(与制备⽆⽔⼄醇相同)。甲醇有毒,处理时应防⽌吸⼊其蒸⽓。
常⽤有机溶剂的纯化-⼄酸⼄酯
沸点77.06℃,折光率1.372 3,相对密度0.900 3。
⼄酸⼄酯⼀般含量为95%~98%, 含有少量⽔、⼄醇和⼄酸。可⽤下法纯化:于1000mL⼄酸⼄酯中加⼊100mL⼄酸酐,10滴浓硫酸,加热回流4h,除去⼄醇和⽔等杂质,然后进⾏蒸馏。馏液⽤20~30g⽆⽔碳酸钾振荡,再蒸馏。产物沸点为77℃,纯度可达以上99%。
常⽤有机溶剂的纯化-⼄醚
沸点34.51℃,折光率1.352 6,相对密度0.713 78。普通⼄醚常含有2%⼄醇和0.5%⽔。久藏的⼄醚常含有少量过氧化物
过氧化物的检验和除去:在⼲净和试管中放⼊2~3滴浓硫酸,1mL2%碘化钾溶液(若碘化钾溶液已被空⽓氧化,可⽤稀亚硫酸钠溶液滴到黄⾊消失)和1~2滴淀粉溶液,混合均匀后加⼊⼄醚,出现蓝⾊
即表⽰有过氧化物存在。除去过氧化物可⽤新配制的硫酸亚铁稀溶液(配制⽅法是FeSO4?H2O60g,100mL
⽔和6mL浓硫酸)。将100mL⼄醚和10mL新配制的硫酸亚铁溶液放在分液漏⽃中洗数次,⾄⽆过氧化物为⽌。
醇和⽔的检验和除去:⼄醚中放⼊少许⾼锰酸钾粉末和⼀粒氢氧化钠。放置后,氢氧化钠表⾯附有棕⾊树脂,即证明有醇存在。⽔的存在⽤⽆⽔硫酸铜检验。先⽤⽆⽔氯化钙除去⼤部分⽔,再经⾦属钠⼲燥。其⽅法是:将100mL⼄醚放在⼲燥锥形瓶中,加⼊20~25g⽆⽔氯化钙,瓶⼝⽤软⽊塞塞紧,放置⼀天以上,并间断摇动,然后蒸馏,收集33~37℃的馏分。⽤压钠机将1g⾦属钠直接压成钠丝放于盛⼄醚的瓶中,⽤带有氯化钙⼲燥管的软⽊塞塞住。或在⽊塞中插⼀末端拉成⽑细管的玻璃管,这样,既可防⽌潮⽓浸⼊,⼜可使产⽣的⽓体逸出。放置⾄⽆⽓泡发⽣即可使⽤;放置后,若钠丝表⾯已变黄变粗时,须再蒸⼀次,然后再压⼊钠丝。
常⽤有机溶剂的纯化-⼄醇
沸点78.5℃,折光率1.361 6,相对密度0.789 3。
制备⽆⽔⼄醇的⽅法很多,根据对⽆⽔⼄醇质量的要求不同⽽选择不同的⽅法。若要求98%~99%的⼄醇,可采⽤下列⽅法:
减速机测试台⑴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。
⑵⽤⽣⽯灰脱⽔。于100mL95%⼄醇中加⼊新鲜的块状⽣⽯灰20g,回流3~5h,然后进⾏蒸馏。
若要99%以上的⼄醇,可采⽤下列⽅法:
⑴在100mL99%⼄醇中,加⼊7g⾦属钠,待反应完毕,再加⼊27.5g邻苯⼆甲酸⼆⼄酯或25g草酸⼆⼄酯,回流2~3h,然后进⾏蒸馏。⾦属钠虽能与⼄醇中的⽔作⽤,产⽣氢⼿和氢氧化钠,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。⑵在60mL99%⼄醇中,加⼊5g镁和0.5g碘,待镁溶解⽣成醇镁后,再加⼊900mL99%⼄醇,回流5h 后,蒸馏,可得到99.9%⼄醇。由于⼄醇具有⾮常强的吸湿性,所以在操作时,动作要迅速,尽量减少转移次数以防⽌空⽓中的⽔分进⼊,同时所⽤仪器必须事前⼲燥好。
常⽤有机溶剂的纯化-DMSO
沸点189℃,熔点18.5℃,折光率1.4783,相对密度1.100。⼆甲基亚砜能与⽔混合,可⽤分⼦筛长期
放置加以⼲燥。然后减压蒸馏,收集76℃/1600Pa(12mmHg)馏分。蒸馏时,温度不可⾼于90℃,否则会发⽣歧化反应⽣成⼆甲砜和⼆甲硫醚。也可⽤氧化钙、氢化钙、氧化钡或⽆⽔硫酸钡来⼲燥,然后减压蒸馏。也可⽤部分结晶的⽅法纯化。⼆甲基亚砜与某些物质混合时可能发⽣爆炸,例如氢化钠、⾼碘酸或⾼氯酸镁等应予注意。
常⽤有机溶剂的纯化-DMF
N,N-⼆甲基甲酰胺沸点149~156℃,折光率1.430 5,相对密度0.948 7。⽆⾊液体,与多数有机溶剂和⽔可任意混合,对有机和⽆机化合物的溶解性能较好。
N,N-⼆甲基甲酰胺含有少量⽔分。常压蒸馏时有些分解,产⽣⼆甲胺和⼀氧化碳。在有酸或碱存在时,分解加快。所以加⼊固体氢氧化钾(钠)在室温放置数⼩时后,即有部分分解。因此,最常⽤硫酸钙、硫酸镁、氧化钡、硅胶或分⼦筛⼲燥,然后减压蒸馏,收集76℃/4800Pa(36mmHg)的馏分。其中如含⽔较多时,可加⼊其1/10体积的苯,在常压及80℃以下蒸去⽔和苯,然后再⽤⽆⽔硫酸镁或氧化钡⼲燥,最后进⾏减压蒸馏。纯化后的N,N-⼆甲基甲酰胺要避光贮存。N,N-⼆甲基甲酰胺中如有游离胺存在,可⽤2,4⼆硝基氟苯产⽣颜⾊来检查。
常⽤有机溶剂的纯化-⼆氯甲烷
沸点40℃,折光率1.424 2,相对密度1.326 6。
使⽤⼆氯甲烷⽐氯仿安全,因此常常⽤它来代替氯仿作为⽐⽔重的萃取剂。普通的⼆氯甲烷⼀般都能直接做萃取剂⽤。如需纯化,可⽤5%碳酸钠溶液洗涤,再⽤⽔洗涤,然后⽤⽆⽔氯化钙⼲燥,蒸馏收集40~41℃的馏分,保存在棕⾊瓶中。沸点
101.5℃,熔点12℃,折光率1.442 4,相对密度1.033 6。
⼆氧六环能与⽔任意混合,常含有少量⼆⼄醇缩醛与⽔,久贮的⼆氧六环可能含有过氧化物(鉴定和除去参阅⼄醚)。⼆氧六环的纯化⽅法,在500mL⼆氧六环中加⼊8mL浓盐酸和50mL⽔的溶液,回流6~10h,在回流过程中,慢慢通⼊氮⽓以除去⽣成的⼄醛。冷却后,加⼊固体氢氧化钾,直到不能再溶解为⽌,分去⽔层,再⽤固体氢氧化钾⼲燥24h。然后过滤,在⾦属钠存在下加热回流8~12h,最后在⾦属钠存在下蒸馏,压⼊饥丝密封保存。精制过的1,4-⼆氧环⼰烷应当避免与空⽓接触。
常⽤有机溶剂的纯化-⼆硫化碳
沸点46.25℃,折光率1.631 9,相对密度1.2632。
⼆硫化碳为有毒化合物,能使⾎液神经组织中毒。具有⾼度的挥发性和易燃性,因此,使⽤时应避免与其蒸⽓接触。
对⼆硫化碳纯度要求不⾼的实验,在⼆硫化碳中加⼊少量⽆⽔氯化钙⼲燥⼏⼩时,在⽔浴55℃~65℃
下加热蒸馏、收集。如需要制备较纯的⼆硫化碳,在试剂级的⼆硫化碳中加⼊0.5%⾼锰酸钾⽔溶液洗涤三次。除去硫化氢再⽤汞不断振荡以除去硫。最后⽤2.5%硫酸汞溶液洗涤,除去所有的硫化氢(洗⾄没有恶臭为⽌),再经氯化钙⼲燥,蒸馏收集。
常⽤有机溶剂的纯化-氯仿
沸点61.7℃,折光率1.445 9,相对密度1.483 2。
氯仿在⽇光下易氧化成氯⽓、氯化氢和光⽓(剧毒),故氯仿应贮于棕⾊瓶中。市场上供应的氯仿多⽤1%酒精做稳定剂,以消除产⽣的光⽓。
氯仿中⼄醇的检验可⽤碘仿反应;游离氯化氢的检验可⽤硝酸银的醇溶液。除去⼄醇可将氯仿⽤其⼆分之⼀体积的⽔振摇数次分离下层的氯仿,⽤氯化钙⼲燥24h,然后蒸馏。
另⼀种纯化⽅法:将氯仿与少量浓硫酸⼀起振动两三次。每200mL氯仿⽤10mL 浓硫酸,分去酸层以后的氯仿⽤⽔洗涤,⼲燥,然后蒸馏。除去⼄醇后的⽆⽔氯仿应保存在棕⾊瓶中并避光存放,以免光化作⽤产⽣光⽓。
常⽤有机溶剂的纯化-苯
沸点80.1℃,折光率1.501 1,相对密度0.87865。
普通苯常含有少量⽔和噻吩,噻吩和沸点84℃,与苯接近,不能⽤蒸馏的⽅法除去。
噻吩的检验:取1mL苯加⼊2mL溶有2mg吲哚醌的浓硫酸,振荡⽚刻,若酸层号蓝绿⾊,即表⽰有噻吩存在。噻吩和⽔的除去:将苯装⼊分液漏⽃中,加⼊相当于苯体积七分之⼀的浓硫酸,振摇使噻吩磺化,弃去酸液,再加⼊新的浓硫酸,重复操作⼏次,直到酸层呈现⽆⾊或淡黄⾊并检验⽆噻吩为⽌。将上述⽆噻吩的苯依次⽤10%碳酸钠溶液和⽔洗⾄中性,再⽤氯化钙⼲燥,进⾏蒸馏,收集80℃的馏分,最后⽤⾦属钠脱去微量的⽔得⽆⽔苯。

本文发布于:2024-09-24 10:25:24,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/3/201776.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:蒸馏   收集   反应   回流   氯仿
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议