實驗室常用有機溶劑純化方法分享
更新時間：2022-09-08 瀏覽次數(shù)：1947
在實驗室里是不是常碰到這種情況：做某個實驗，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做，結(jié)果就是正常的了……
化學供應(yīng)商提供的常用試劑僅可滿足一般化學反應(yīng)的需要。為了確保一些有機合成反應(yīng)的順利進行，常常要對試劑進行進一步的純化處理。常用的溶劑處理方法是蒸餾。如果反應(yīng)要求僅僅是無水，可在冷凝管上加干燥管，油封或充氮氣球即可，如果需要達到無水無氧的條件，溶劑則需要脫氧處理。一般在氮氣體下進行。
試劑級溶劑的純化，無水的試劑級溶劑常有足夠的純度，有時可以不用蒸餾。為保證充分的干燥度，可在儲藏時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氣約五分鐘。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，就可以達到足夠的純度。
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。絕對不能用鈉絲干燥，否則會發(fā)生爆炸。長期儲藏應(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慢慢生成不易揮發(fā)且結(jié)構(gòu)不明的過氧化物。過氧化物在加熱下容易分解而爆炸。因此貯藏過久的醚類和呋喃類化合物在使用前，尤其是在蒸餾前應(yīng)當檢驗是否有過氧化物的存在。檢驗的方法：用包含一滴淀粉指示劑的1mL10%KI溶液和10mL醚液混合，沒有顏色變化，則沒有過氧化物。或者用1%硫酸/亞鐵銨溶液，硫酸/亞鐵和硫氰/化鉀溶液測試。若有，則加入5%FeSO4或偏亞硫酸氫鈉溶液于醚中并搖動，使過氧化物分解。CaCl2預干燥，在鈉絲或LiAlH4中回流蒸出。儲藏于密閉的瓶中，并保存于陰涼處。
常用有機溶劑的純化－乙/醚沸點34.51℃，折光率1.3526，相對密度0.71378。普通乙/醚常含有2%乙醇和0.5%水。久藏的乙/醚常含有少量過氧化物。
過氧化物的檢驗和除去：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)藍色即表示有過氧化物存在。除去過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，至無過氧化物為止。
醇和水的檢驗和除去：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。水的存在用無水硫酸銅檢驗。先用無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無水氯化鈣，瓶口用軟木塞塞緊，放置一天以上，并間斷搖動，然后蒸餾，收集33~37℃的餾分。用壓鈉機將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。放置至無氣泡發(fā)生即可使用；放置后，若鈉絲表面已變黃變粗時，須再蒸一次，然后再壓入鈉絲。
常用有機溶劑的純化－四氫呋喃（THF)沸點67℃(64.5℃)，折光率1.4050，相對密度0.8892。
四氫呋喃與水能混溶，并常含有少量水分及過氧化物。如要制得無水四氫呋喃，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）除去其中的水和過氧化物，然后蒸餾，收集66℃的餾分（蒸餾時不要蒸干，將剩余少量殘液即倒出）。精制后的液體加入鈉絲并應(yīng)在氮氣氛中保存。
處理四氫呋喃時，應(yīng)先用小量進行試驗，在確定其中只有少量水和過氧化物，作用不致過于激烈時，方可進行純化。
四氫呋喃中的過氧化物可用酸化的碘/化鉀溶液來檢驗。如過氧化物較多，應(yīng)另行處理為宜。可現(xiàn)用CuCl回流，除去大量的過氧化物。
常用有機溶劑的純化——二氧六環(huán)：沸點101.5℃，熔點12℃，折光率1.4424，相對密度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，在回流過程中，慢慢通入氮氣以除去生成的乙醛。冷卻后，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。精制過的1,4-二氧環(huán)己烷應(yīng)當避免與空氣接觸。
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藏于瓶中，并注明日期。
常用有機溶劑的純化，N，N-二甲基甲酰胺－DMFN，N-二甲基甲酰胺沸點149~156℃，折光率1.4305，相對密度0.9487。無色液體，與多數(shù)有機溶劑和水可任意混合，對有機和無機化合物的溶解性能較好。
N，N-二甲基甲酰胺含有少量水分。常壓蒸餾時有些分解，產(chǎn)生二甲胺和一氧化碳。在有酸或堿存在時，分解加快。所以加入固體氫氧化鉀（鈉）在室溫放置數(shù)小時后，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，可加入其1/10體積的苯，在常壓及80℃以下蒸去水和苯，然后再用無水硫/酸鎂或氧化鋇干燥，最后進行減壓蒸餾。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)生顏色來檢查。
6、二甲基亞砜
加入CaH2攪拌過夜，然后減壓分餾。加入新活化的分子篩儲藏于小瓶中，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。
常用有機溶劑的純化－吡啶沸點115.5℃，折光率1.5095，相對密度0.9819。
分析純的吡啶含有少量水分，可供一般實驗用。如要制得無水吡啶，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，保存時應(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分子篩儲藏于小瓶中。
常用有機溶劑的純化－乙醇沸點78.5℃，折光率1.3616，相對密度0.7893。
制備無水乙醇的方法很多，根據(jù)對無水乙醇質(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，進行分餾，在64.9℃時蒸出苯、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)，因此單獨使用金屬鈉不能*除去乙醇中的水，須加入過量的高沸點酯，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)，從而達到進一步脫水的目的。
（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的吸濕性，所以在操作時，動作要迅速，盡量減少轉(zhuǎn)移次數(shù)以防止空氣中的水分進入，同時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，蒸餾時蒸餾瓶中的溶劑應(yīng)最少保持在四分之一的體積，絕不允許蒸干，否則會發(fā)生危險。
- (上一篇)：色譜柱知識分享
- (下一篇)：精密金相切割機的運用描述