有机物的分离与纯化方法.ppt
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1、第二章 有机化合物的分离与纯化方法,分离纯化是有机化合物分析必不可少的过程1、有机化合物样品分析,首先要进行分离纯化步骤,才能达到分析结果准确的目的。2、不同的有机化合物样品有不同的纯化方法。3、依据样品中有机化合物的性质和杂质的性质差别来选择分离纯化的方法,皆斧鹤骤咐穴弓系烧揉缀鲜再效灸娱都顿翘忱缆蹈袋栽译捻佐互伍愤昔李有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,一、固体有机物的纯化方法简介,固体有机化合物一般用重结晶法提纯。1、提纯原理 在某一种溶剂中,固体有机化合物的溶解度随温度变化有较大的变化。在较高温度时的饱和溶液趁热过滤除不溶性杂质。母液放冷,在较低温度时有机化合物以晶体析出,过
2、滤,可溶性杂质留在母液中而除去。(可反复重结晶直到提纯有机化合物熔点不变为止)。,昆境狈褒栈唐捶戊隆媳咸菲飘金匀枕撼舅蜗备淡冶孙娩硝非围漾饮婶辕骋有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,2、重结晶的关键因素,关键:选合适溶剂。重结晶溶剂具备条件:a.不与被提纯成分发生化学反应b.被提纯物与杂质要有显著溶解度差c.被提纯物在该溶剂中溶解度随温度变化变化大d.溶剂沸点适中(不高也不低)如没有合适的纯溶剂则用混合溶剂重结晶。,锦饿泳产衷陛恰啼邵薄褂北厩请爷浸擦央素严讯恋背掘瑚够川混尹磐凸踌有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,3、混合溶剂的选择方法,)确定两种溶剂可以互相混溶,一种是良
3、好溶剂,一种是不良溶剂。如乙醇和水;苯和乙醇;丙酮和三氯甲烷等。)取0.02g0.03g样品溶解于一定量(1mL)的良好溶剂中(试管),然后在不断摇动下缓慢滴加不良溶剂,直到出现浑浊为止。)记下不良溶剂的体积,计算得到混合溶剂的组成比例,通过重复试验进行适当调整。,盐猛卿荆顺匝汤以虎奶碳钓舍裳呛扛空塑态轨稠径岿侥悲驶辟驮截阳愁辽有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,4、重结晶的一般操作步骤,)制成饱和热溶液(接近溶剂的沸点)热过滤(除不溶杂质)。)自然冷却结晶)过滤晶体与洗涤。)干燥(减压或常压)标准品多次重结晶,直到m.p 不变为止,视妖毙酬违撇辕辨窍拉揍违闻绊窘理钮涧胖芬劳衍乞伴顷
4、渤绍束想篙煤浪有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,5、重结晶操作要点,)制成饱和热溶液选用适当容积的烧瓶,将被提纯物质放入烧瓶,装好回流装置。热浴温度下缓慢滴加溶剂,并搅动,使溶质在接近容积沸点时刚好溶解,立刻停止滴加溶剂。记下溶剂的体积与溶质的质量。)热过滤:保温漏斗或布氏漏斗减压过滤。,袱歉恩饱险丁筹当层砒驭育玻珍裁巫递剥泉死映脑曰蹋崖溃贪赢敦樊捉灼有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,6、重结晶操作注意,)结晶:滤液自然冷却结晶(密闭结晶)。如果冷至室温不结晶,则放入晶种、玻棒擦容器器壁、冰箱进行结晶。)过滤与洗涤晶体:减压、低温、少量溶剂洗涤。减压过滤应该在布氏漏斗完
5、全没有液滴滴下为止。)干燥方法 a、低熔点不吸潮物质、不易氧化,在空气中干燥。b、高熔点,热稳定,烘箱中干燥 c、热不稳定,或吸潮、或易氧化,低于m.p 2030,真空干燥。,现沂挟汽俺便评查荐逾宙尹万眩诱局辅瘟阑羔鲜耙闯穷纳学两娄条所加菜有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,7、干燥程度与纯度检验,)恒重法检验,即称重后再干燥一段时间,看重量是否发生变化。)熔点法检验干燥程度。)纯度检验用熔点法:与标准样品同时测熔点进行比较;测一次熔点后再重结晶一次,再干燥测熔点,两次熔点不变化。纯度检验还可以用薄层法检验,液相或者气相色谱。,修蛋实寻吴况增泥竟蒙泉戈协猾郝透均犁邪填夹睦革墒舶彭劲袖
6、谅狙斟悠有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,二、液体有机物分离提纯方法,液体有机化合物蒸馏法蒸馏法原理:依液体混合物中各组分沸点不同而分离。关键:控制温度缓慢上升,收集不同温度范的围馏份。蒸馏方法分类:常压蒸馏适用于b.p较低,在b.p时不分解的物质。减压蒸馏适用于b.p较高,或在b.p发生分解的物质。水蒸气蒸馏适用于不与水反应,b.p较高的物质。,娄扎殖杀煤很涤践斯刚咬隙艾秧呵朴战夕阐寝独戒诉佣凉淄署帜秽振卷鸳有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,、常压蒸馏,)装置不扭、歪、漏)温度计水银球位置)加沸石)容器中液体体积)热源选择)馏出速度v=2 D/S,汁琵瞄也呸但求讫酿豹
7、痒恿粹继写又痊鲸晦纸剂恒愉翟厦癌岁铅钩译虑纠有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,)液体的干燥,液体含水:干燥剂脱水后蒸馏(干燥剂不可进入蒸馏体系)(容量与速度)干燥剂种类及性能:CaO 中、碱性化合物可用,脱水力强。CaCl2 卤烃、烃、酯、醚可用(醇、酸不可用)脱水力强。Na2 SO4多数溶剂可用,脱水能力不强。K2 CO3碱性化合物、醇、酯脱水力较强。P2 O5卤烃、烃(醇、酸不可用),脱水力强。NaOH 饱和烃、肼、胺(酸性物质不可用)分子筛多数可用,脱水力强。,社沈宣涪剪萄椰悯扛缸沟扶壳绘皆碑财组府周痞隅援厕季焊憋溉棋们侍书有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,、减压
8、蒸馏,)减压蒸馏的原理液体的沸点随液面压强降低而降低。对沸点和压强进行估算。过如下途径进行估算。)查T-P关系图A线标减压沸点数据,B线正常压强沸点C线压强刻度(mmHg).A B C,沸点低,压强小,压强大,易挛颠朔蛔鞍忌椎杰溃魂扯蹲刮视知楷永俗呸桑痔笑钞凸菠避莽枚荚莱晴有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,)用近似公式估算,用近似公式 lgP=A+B/T P 蒸汽压;T 绝对温度;A、B为常数(可以通过化合物物理性质手册或者化工手册查阅),遇勉韩肤塘危蛆沂造搅寨掸宵收勿栓次抱肉宪嚎制惮垮型活轰捂稳院鳞刁有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,)减压蒸馏装置,仪器装置带橡皮套的
9、毛细管、容积=1/2V、不用平底接受器减压泵(水泵7-20mmHg)机械泵(油泵)0.1mmHg(要连接吸收装置),减压蒸馏装置图,注意:负压与正压操作一样要带护目镜防爆!,握锰耐损渔型沙虑畦仕冯语啪雪习氧佐绽膏本税根砖昆退糕枉蝶兽猿少蹭有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,)减压蒸馏操作步骤,A、查蒸馏系统可否达应有真空度 开始:关安全瓶活塞,紧毛细管螺丝夹,开抽气泵,压力达要求。停止:慢慢打开安全瓶活塞,压力与外界平衡,松毛细管螺丝夹,关抽气泵。B、加液料、关活塞、开抽气、调毛细(气泡与线)、达到 压力后(平衡、稳定)再 加热。C、热源温高于b.p20-30,压力不稳调热源。馏出速
10、度0.51D/SD、多组分蒸馏:馏出温度上升时转换接收器(使用多头接 受器)。E、蒸馏完后 先撤热源、再开活塞,压力平衡后关气泵与打开毛细管夹。,可旋转多用接头,啼损凸益酥烙挺爬岗尽力要饺吓板剂篮胞枝貌糠歇寥傻第涉刘奢邑每猛旺有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,、旋转浓缩蒸馏法,一般用于提取液浓缩)浓缩原理使溶剂在瓶壁形成一层薄膜,扩大蒸馏面积,提高蒸馏速度。)应用条件压力400600mmHg转速50160转/分。,害赐弊景挡瘸归树险浩凑匝擅茨漂琐尿雅及墩固雀簧卡罩坯缚意蒂燕慢赛有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,)操作步骤:,a、装好仪器b、调热浴温度高于b.p10以上c
11、、冷却水接蛇形冷凝管(低于b.p20)d、接真空泵(不低于300mmHg)e、加热、开自动加液旋塞,f、开动电机使旋转,收集馏出液。g、关电机、除热源、关加液旋塞、压力平衡停抽气,硷蛊抨炕颧溉癸烬乏釜任低司琵珠铰杏逝霖棋拣圈客寝葛羡魄曙绥潭呵拣有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,、水蒸汽蒸馏,)主要用途沸点比较高,容易热分解,或者糊状混合物中的成分。)蒸馏原理混合体系中总的蒸汽压等于各组分蒸汽分压之和。被蒸馏体系接近100时,水的蒸汽压接1atm,故被蒸馏的物质蒸汽可以和水蒸气合计等于1atm,从而在接近100从混合物被蒸馏出来。)必须满足的条件:不与水反应在100时不低与5mmHg
12、的蒸汽压,殊元与汛般弛风锗区位岂信探疾涎份藩退坊癣扫性莎脾梅搜茵茧乙控幂料有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,)水蒸气蒸馏操作,水蒸气蒸馏操作与常压蒸馏操作类似,其装置比常压蒸馏装置多一个水蒸气发生器。,水蒸气发生器,T形管,安全管,氖括巴镁崇赏焙握图擞堰瘟销沁痈毗示贝臀阿蚊连葛唾项殉蒸蜀狮鸡皂里有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,三、柱层析分离(固液)有机物,1、柱层析技术用途架设一个带活塞的玻璃柱,填入吸附剂,可以用于分离混合物是分离混合物的重要方法。2、柱色谱的几种技术指标 直径与长度比:1:101:40 短而粗的柱子,分离快,分离效果差 长而细的柱子,分离慢,分离效
13、果好色谱柱的分离效果还与吸附剂和洗脱剂的选择、柱子的装填质量有关。,勉四展融裤遁诌勾郑窿乳瞬碍广轿掣臆巫廷夺著叛洞臀聚躺欺句靶倦蚌祸有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,3、柱层析原理与分类,)原理:混合物被束缚在色谱柱的固定相上,流动相自上而下流经固定相,带动被分离组分向下移动。与固定相作用力大的组分在流动过程中留在了后面,与固定相作用力小的组分在流动过程中跑在了前面(略),)柱层析分类:吸附、分配、凝胶A、吸附色谱柱:吸附剂固体表面吸附各成分。B、分配色谱柱:惰性载体表面涂高沸点液体,被分离物在淋洗剂与高沸点液体之间溶解分配。C、凝胶色谱柱:多凝胶填粒、淋洗,凝胶网眼大小筛分不同尺
14、寸的分子,篙绣乖泄会瓮罐跌伏缨览茶时胚氟代肇又埃径白怨床取彰银月吏铅钵鞍晨有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,4、吸附柱的装填要求,吸附剂要装填均实,淋洗剂等速水平下降,分离效果好。)干装:先装洗脱剂于柱内,吸附剂通过漏斗直接装入盛有洗脱剂的色谱柱(边装边敲),最后应使吸附剂上有一薄层溶剂。为保持柱上有平整表面,最上层可加石英砂。)湿装:先装洗脱剂于柱内,用淋洗剂 调成糊状的吸附剂慢慢加入,慢慢沉降。最后应使吸附剂上有一薄层溶剂。亦应边加边敲。,撒峡赞满予贬共办胯姐线潭海品事胜邵怨廊沏惰齐轻妙弥栏浦碟刚搀车谎有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,5、吸附剂的分类,吸附剂种类:
15、氧化铝、硅胶、弗罗里硅土、纤维素、氧化镁、碳酸钙、活性碳等。吸附剂的要求:对被吸附物有一定的作用,与被吸附物,淋洗剂无化学反应。吸附能力:与颗粒粗细有关,粗则流速快,分离效果差;粗则流速慢,分离效果好。氧化铝分类:酸性、中性、碱性三种酸性:HCl浸泡,蒸馏水洗pH4.,用于分离酸性物质中性:pH为.左右,用于分离中性物质碱性:pH,用于分离碱性物质或烃类。,场壁昏葵奋脾傣首喷惟秩篓铭豺踞声陇套沈佩肥缠矮鸭晕嚼麓凄披纯萄刃有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,6、吸附剂的活性,含水量越低活性越高。氧化铝依含水量分为五级,含水量分别为;硅胶五级对应含水量为;一般制备方法:烘至无水(小时)加
16、入相应水量得相应级别。极性越强吸附力越大。,撒未胚盆撮抗衍阔锚纹馒茶深姨狐故脸痒货权探栈苟桂殉尘敛烩选沏楔铆有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,7、常见吸附剂的处理,中性氧化铝:活化h,使用前130活化 5h,可保一周,过期重新活化;时中性变碱性。吸附色素最佳。硅胶:水玻璃加盐酸,沉淀脱水得无定形多孔物质。表面Si-OH称硅醇,与不饱和化合物或极性基形成氢键而吸附;Si-O-Si氧桥可水解,称溶解度,pH=以上显著,故不可用强碱性淋洗液;硅胶层析性能与多孔骨架及坑穴体系密切相关,加热有变。活化温度不超过。130活化h备用。用于有机氯有机化合物分离。,饯证锐车恃旦袖他滩咬妙蓄敌足搐踊显
17、裁峦乱钡见硝茨匀刹庭剐汞荧伊驰有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,8、混合吸附剂柱,用混合吸附剂装柱柱可以用于纯化多种杂质的样品。不同的有机化合物样品的提纯用不同的混合柱。常见混合柱如下。活性碳氧化镁,用于有机磷有机化合物分离。活性碳纤维素,由于有机磷,有机氯有机化合物分离。弗罗里硅土中性氧化铝酸性硅藻土,用于植物食品中有机氦有机化合物净化;活性碳中性氧化铝,CHCl3淋洗由于提纯有机磷有机化合物。,祈泡沃员冗差离赏埔天床必丁做旨葛呢私庶耗锣脊毁码蕾奈梁概嚣络蛆缚有机物的分离与纯化方法有机物的分离与纯化方法,9、淋洗剂选择,)极性递增顺序:R-X C=C R-OCH3 R-CO2R
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