實(shí)驗(yàn)室常用有機(jī)溶劑純化方法分享
更新時(shí)間：2022-09-08 瀏覽次數(shù)：1747
在實(shí)驗(yàn)室里是不是常碰到這種情況：做某個(gè)實(shí)驗(yàn)，用不同品牌甚至同一品牌不同批次的試劑，能做出*不同的結(jié)果……然后買了純度更高的試劑回來(lái)做，結(jié)果就是正常的了……
化學(xué)供應(yīng)商提供的常用試劑僅可滿足一般化學(xué)反應(yīng)的需要。為了確保一些有機(jī)合成反應(yīng)的順利進(jìn)行，常常要對(duì)試劑進(jìn)行進(jìn)一步的純化處理。常用的溶劑處理方法是蒸餾。如果反應(yīng)要求僅僅是無(wú)水，可在冷凝管上加干燥管，油封或充氮?dú)馇蚣纯桑绻枰_(dá)到無(wú)水無(wú)氧的條件，溶劑則需要脫氧處理。一般在氮?dú)怏w下進(jìn)行。
試劑級(jí)溶劑的純化，無(wú)水的試劑級(jí)溶劑常有足夠的純度，有時(shí)可以不用蒸餾。為保證充分的干燥度，可在儲(chǔ)藏時(shí)向其加入活性分子篩。欲使溶劑脫氧，可利用注射器或玻璃管向其中鼓入氮?dú)饧s五分鐘。一般溶劑的純化，只要在惰性氣體中將其從干燥劑中蒸餾出來(lái)，就可以達(dá)到足夠的純度。
1、烷烴
如己烷、戊烷等。首先用濃硫酸洗滌幾次以除去烯烴，水洗，CaCl2干燥，必要時(shí)用鈉絲或P2O5干燥，蒸餾。存放于帶塞的試劑瓶中。
2、芳香烴類
如：苯、甲苯、二甲苯等。CaCl2干燥，必要時(shí)用鈉絲或P2O5干燥，蒸餾。存放于帶塞的試劑瓶中。
3、氯代烷烴類
如：二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷等。水洗除去醇等，CaCl2干燥，在P2O5，或CaH2中回流蒸出。絕對(duì)不能用鈉絲干燥，否則會(huì)發(fā)生爆炸。長(zhǎng)期儲(chǔ)藏應(yīng)放于密閉的瓶中，并保存于陰涼處。
4、醚類及呋喃類
如：乙/醚、四氫呋喃等。許多醚類在和空氣接觸下會(huì)慢慢生成不易揮發(fā)且結(jié)構(gòu)不明的過(guò)氧化物。過(guò)氧化物在加熱下容易分解而爆炸。因此貯藏過(guò)久的醚類和呋喃類化合物在使用前，尤其是在蒸餾前應(yīng)當(dāng)檢驗(yàn)是否有過(guò)氧化物的存在。檢驗(yàn)的方法：用包含一滴淀粉指示劑的1mL10%KI溶液和10mL醚液混合，沒(méi)有顏色變化，則沒(méi)有過(guò)氧化物。或者用1%硫酸/亞鐵銨溶液，硫酸/亞鐵和硫氰/化鉀溶液測(cè)試。若有，則加入5%FeSO4或偏亞硫酸氫鈉溶液于醚中并搖動(dòng)，使過(guò)氧化物分解。CaCl2預(yù)干燥，在鈉絲或LiAlH4中回流蒸出。儲(chǔ)藏于密閉的瓶中，并保存于陰涼處。
常用有機(jī)溶劑的純化－乙/醚沸點(diǎn)34.51℃，折光率1.3526，相對(duì)密度0.71378。普通乙/醚常含有2%乙醇和0.5%水。久藏的乙/醚常含有少量過(guò)氧化物。
過(guò)氧化物的檢驗(yàn)和除去：在干凈和試管中放入2~3滴濃硫酸，1mL2%碘/化鉀溶液（若碘/化鉀溶液已被空氣氧化，可用稀亞硫酸鈉溶液滴到黃色消失）和1~2滴淀粉溶液，混合均勻后加入乙/醚，出現(xiàn)藍(lán)色即表示有過(guò)氧化物存在。除去過(guò)氧化物可用新配制的硫酸/亞鐵稀溶液（配制方法是FeSO47H2O60g，100mL水和6mL濃硫酸）。將100mL乙/醚和10mL新配制的硫酸/亞鐵溶液放在分液漏斗中洗數(shù)次，至無(wú)過(guò)氧化物為止。
醇和水的檢驗(yàn)和除去：乙/醚中放入少許高錳/酸鉀粉末和一粒氫氧化鈉。放置后，氫氧化鈉表面附有棕色顆粒，即證明有醇存在。水的存在用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)。先用無(wú)水氯化鈣除去大部分水，再經(jīng)金屬鈉干燥。
其方法是：將100mL乙/醚放在干燥錐形瓶中，加入20~25g無(wú)水氯化鈣，瓶口用軟木塞塞緊，放置一天以上，并間斷搖動(dòng)，然后蒸餾，收集33~37℃的餾分。用壓鈉機(jī)將1g金屬鈉直接壓成鈉絲放于盛乙/醚的瓶中，用帶有氯化鈣干燥管的軟木塞塞住。或在木塞中插一末端拉成毛細(xì)管的玻璃管，這樣，既可防止潮氣浸入，又可使產(chǎn)生的氣體逸出。放置至無(wú)氣泡發(fā)生即可使用；放置后，若鈉絲表面已變黃變粗時(shí)，須再蒸一次，然后再壓入鈉絲。
常用有機(jī)溶劑的純化－四氫呋喃（THF)沸點(diǎn)67℃(64.5℃)，折光率1.4050，相對(duì)密度0.8892。
四氫呋喃與水能混溶，并常含有少量水分及過(guò)氧化物。如要制得無(wú)水四氫呋喃，可用氫化鋁鋰在隔絕潮氣下回流（通常1000mL約需2~4g氫化鋁鋰）除去其中的水和過(guò)氧化物，然后蒸餾，收集66℃的餾分（蒸餾時(shí)不要蒸干，將剩余少量殘液即倒出）。精制后的液體加入鈉絲并應(yīng)在氮?dú)夥罩斜４妗?/span>
處理四氫呋喃時(shí)，應(yīng)先用小量進(jìn)行試驗(yàn)，在確定其中只有少量水和過(guò)氧化物，作用不致過(guò)于激烈時(shí)，方可進(jìn)行純化。
四氫呋喃中的過(guò)氧化物可用酸化的碘/化鉀溶液來(lái)檢驗(yàn)。如過(guò)氧化物較多，應(yīng)另行處理為宜。可現(xiàn)用CuCl回流，除去大量的過(guò)氧化物。
常用有機(jī)溶劑的純化——二氧六環(huán)：沸點(diǎn)101.5℃，熔點(diǎn)12℃，折光率1.4424，相對(duì)密度1.0336。
二氧六環(huán)能與水任意混合，常含有少量二乙醇縮醛與水，久貯的二氧六環(huán)可能含有過(guò)氧化物（鑒定和除去參閱乙/醚）。二氧六環(huán)的純化方法，在500mL二氧六環(huán)中加入8mL濃鹽酸和50mL水的溶液，回流6~10h，在回流過(guò)程中，慢慢通入氮?dú)庖猿ド傻囊胰＠鋮s后，加入固體氫氧化鉀，直到不能再溶解為止，分去水層，再用固體氫氧化鉀干燥24h。然后過(guò)濾，在金屬鈉存在下加熱回流8~12h，最后在金屬鈉存在下蒸餾，壓入饑絲密封保存。精制過(guò)的1,4-二氧環(huán)己烷應(yīng)當(dāng)避免與空氣接觸。
5、酰胺類
如：二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，HMPT等。加入CaH2回流，減壓蒸出，否則其容易分解。加入新活化的分子篩儲(chǔ)藏于瓶中，并注明日期。
常用有機(jī)溶劑的純化，N，N-二甲基甲酰胺－DMFN，N-二甲基甲酰胺沸點(diǎn)149~156℃，折光率1.4305，相對(duì)密度0.9487。無(wú)色液體，與多數(shù)有機(jī)溶劑和水可任意混合，對(duì)有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物的溶解性能較好。
N，N-二甲基甲酰胺含有少量水分。常壓蒸餾時(shí)有些分解，產(chǎn)生二甲胺和一氧化碳。在有酸或堿存在時(shí)，分解加快。所以加入固體氫氧化鉀（鈉）在室溫放置數(shù)小時(shí)后，即有部分分解。因此，最/常用硫酸鈣、硫/酸鎂、氧化鋇、硅膠或分子篩干燥，然后減壓蒸餾，收集76℃/4800Pa(36mmHg)的餾分。其中如含水較多時(shí)，可加入其1/10體積的苯，在常壓及80℃以下蒸去水和苯，然后再用無(wú)水硫/酸鎂或氧化鋇干燥，最后進(jìn)行減壓蒸餾。純化后的N，N-二甲基甲酰胺要避光貯存。
N，N-二甲基甲酰胺中如有游離胺存在，可用2，4-二硝基氟苯產(chǎn)生顏色來(lái)檢查。
6、二甲基亞砜
加入CaH2攪拌過(guò)夜，然后減壓分餾。加入新活化的分子篩儲(chǔ)藏于小瓶中，并注明日期。
7、吡啶
可以用KOH，NaOH，CaO，BaO或鈉，然后蒸出。加入新活化的5?分子篩密閉保存，并注明日期。
常用有機(jī)溶劑的純化－吡啶沸點(diǎn)115.5℃，折光率1.5095，相對(duì)密度0.9819。
分析純的吡啶含有少量水分，可供一般實(shí)驗(yàn)用。如要制得無(wú)水吡啶，可將吡啶與氫氧化鉀（鈉）一同回流，然后隔絕潮氣蒸出備用。干燥的吡啶吸水性很強(qiáng)，保存時(shí)應(yīng)將容器口用石蠟封好。
8、乙醇
主要雜質(zhì)為雜醇油，醛，醇，酮和水。可用的純化方法為鎂屑和碘回流，與CaO一同回流并蒸出。加入新活化的3A分子篩儲(chǔ)藏于小瓶中。
常用有機(jī)溶劑的純化－乙醇沸點(diǎn)78.5℃，折光率1.3616，相對(duì)密度0.7893。
制備無(wú)水乙醇的方法很多，根據(jù)對(duì)無(wú)水乙醇質(zhì)量的要求不同而選擇不同的方法。
若要求98%~99%的乙醇，可采用下列方法：
（1）利用苯、水和乙醇形成低共沸混合物的性質(zhì)，將苯加入乙醇中，進(jìn)行分餾，在64.9℃時(shí)蒸出苯、水、乙醇的三元恒沸混合物，多余的苯在68.3與乙醇形成二元恒沸混合物被蒸出，最后蒸出乙醇。工業(yè)多采用此法。
（2）用生石灰脫水。于100mL95%乙醇中加入新鮮的塊狀生石灰20g，回流3~5h，然后進(jìn)行蒸餾。
若要99%以上的乙醇，可采用下列方法：
（1）在100mL99%乙醇中，加入7g金屬鈉，待反應(yīng)完畢，再加入27.5g鄰苯二甲酸二乙酯或25g草酸二乙酯，回流2~3h，然后進(jìn)行蒸餾。
金屬鈉雖能與乙醇中的水作用，產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉，但所生成的氫氧化鈉又與乙醇發(fā)生平衡反應(yīng)，因此單獨(dú)使用金屬鈉不能*除去乙醇中的水，須加入過(guò)量的高沸點(diǎn)酯，如鄰苯二甲酸二乙酯與生成的氫氧化鈉作用，抑制上述反應(yīng)，從而達(dá)到進(jìn)一步脫水的目的。
（2）在60mL99%乙醇中，加入5g鎂和0.5g碘，待鎂溶解生成醇鎂后，再加入900mL99%乙醇，回流5h后，蒸餾，可得到99.9%乙醇。
由于乙醇具有非常強(qiáng)的吸濕性，所以在操作時(shí)，動(dòng)作要迅速，盡量減少轉(zhuǎn)移次數(shù)以防止空氣中的水分進(jìn)入，同時(shí)所用儀器必須事前干燥好。
注意：在應(yīng)用金屬化合物作為純化劑時(shí)，蒸餾時(shí)蒸餾瓶中的溶劑應(yīng)最少保持在四分之一的體積，絕不允許蒸干，否則會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。
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