《天然藥物化學(xué)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(2012修訂).doc

天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書適用專業(yè): 制 藥 工 程 課程代碼: 7302130 總學(xué)時(shí): 總學(xué)分: 編寫單位: 制 藥 工 程 系 編 寫 人: 楊 文 宇 審 核 人: 何 宇 新 審 批 人: 袁 永 俊 批準(zhǔn)時(shí)間:2012年 3 月 6 日目 錄 前言 2實(shí)驗(yàn)須知 2實(shí)驗(yàn)一 黃柏中小檗堿的提取（7302130-1） 4實(shí)驗(yàn)二 槐米中蘆丁的提?。?302130-2）. 6附錄一 常用溶劑的回收及精制方法 9附錄二 常用干燥劑性能的說明 14主要參考文獻(xiàn) 17一、前言 天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是整個(gè)天然藥物化學(xué)課的重要組成部分。其主要目的是： 1. 通過試驗(yàn)，檢驗(yàn)在課堂上所學(xué)的理論知識(shí)。使學(xué)生對(duì)理性知識(shí)的理解更加深入，掌握得更加牢固。 2. 通過試驗(yàn)，訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生獲得從事天然藥物化學(xué)科研工作的基本訓(xùn)練。 在實(shí)驗(yàn)中，重點(diǎn)是要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生基本操作技能的訓(xùn)練。天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生掌握以下技能： （一）提取分離方面 1. 要求掌握常用的經(jīng)典方法的原理及操作。其中包括液 - 固提取法（浸漬、滲漉、回流提取等）、液 - 液萃取法（簡(jiǎn)單萃取法、梯度萃取法、反流分布法）、重結(jié)晶法等。 2. 掌握紙色譜、柱色譜（包括吸附柱、離子交換柱等）的原理和基本操作。 （二）鑒定方面 1. 化學(xué)方法 1. 掌握一般定性反應(yīng)在鑒定中的用 2. 掌握重要衍生物（乙?；铩⒓谆锷飰A鹽類等）的制備方法及其在結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用。 3. 了解重要降解反應(yīng)的原理及應(yīng)用。 2. 光譜方法了解 UV 、 IR 、 NMR 、 MS 在天然物結(jié)構(gòu)測(cè)定中的應(yīng)用。目前要求學(xué)員能了解黃酮類化合物的 UV 、 NMR 波譜、蒽醌的 IR 以及麻黃生物堿的 NMR 譜特征。 二、實(shí)驗(yàn)須知 在天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，所用的藥品多數(shù)是揮發(fā)性、易燃、有毒、有腐蝕性、刺激性、甚至爆炸性藥品，試驗(yàn)操作又常在加溫加壓等情況下進(jìn)行，需要各種熱源、電器或其他儀器，操作不慎易造成火災(zāi)、爆炸、中毒、觸電等事故。但只要加強(qiáng)愛護(hù)國家財(cái)產(chǎn)和保障人民生民安全的責(zé)任心，提高警惕，消除隱患，注意實(shí)驗(yàn)規(guī)則，事故是可以避免的。 實(shí) 驗(yàn) 規(guī) 則 1. 試驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，了解原理和操作規(guī)程。隨時(shí)記錄試驗(yàn)應(yīng)記的項(xiàng)目，以作正式報(bào)告。 2. 試驗(yàn)前應(yīng)清點(diǎn)并檢查儀器是否完整，裝置是否正確，合格后方可進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)不準(zhǔn)做無關(guān)的事情，嚴(yán)禁吸煙，不得擅自離開，并應(yīng)隨時(shí)注意反應(yīng)情況，儀器有否漏氣，破裂等。 3. 藥品儀器都是國家財(cái)產(chǎn)，須節(jié)約愛護(hù)使用，公用物品，用完后立即放回原處。不可調(diào)錯(cuò)瓶塞，以免污染，儀器要洗刷干凈。 4. 操作易燃性有機(jī)溶劑，回流、蒸餾、減壓蒸餾時(shí)，不能明火直接加熱，要放沸石或一端封死的毛細(xì)管，若在加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)無沸石則應(yīng)冷卻后再加，防止爆沸沖出。減壓系統(tǒng)應(yīng)裝有安全瓶。加液時(shí)應(yīng)?；鸹蜻h(yuǎn)離火源，一般無漏氣開口，冷凝水要通暢。起封易揮發(fā)溶劑瓶蓋時(shí)，臉面要避免開瓶口慢慢啟開，以防氣體沖臉上。 5. 有毒具腐蝕藥品應(yīng)妥善保管，操作后要立即洗手。勿粘及五官和創(chuàng)口，以免中毒。 6. 實(shí)驗(yàn)中，有毒氣或腐蝕性氣體發(fā)生適應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行操作。必要時(shí)可戴好防護(hù)用具進(jìn)行工作。 7. 若將玻管插入塞中時(shí)，可在塞孔中涂些水和甘油等潤滑劑，用布包住波管使其旋轉(zhuǎn)而入，防止折斷割傷。 8. 試驗(yàn)臺(tái)上不放無用的藥品、儀器，在實(shí)驗(yàn)時(shí)要做到水槽、儀器、桌面、地上清潔整齊。 9. 試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)將門、窗、水、電、煤氣關(guān)好，室內(nèi)打掃干凈，并清點(diǎn)儀器后方可離去。 安全防火須知 1. 實(shí)驗(yàn)室存放易燃性有機(jī)溶劑時(shí)要遠(yuǎn)離火源，不得超過 500ml 。 2. 在進(jìn)行易燃性有機(jī)溶劑實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要按著操作規(guī)程進(jìn)行。不可將易揮發(fā)、易燃性有機(jī)溶劑倒入水槽或廢液缸內(nèi)。 3. 烘箱內(nèi)不能烘盛有易燃性溶劑的器皿。 4. 消防器材，沙箱、石棉布、滅火器等應(yīng)放在方便固定的地點(diǎn)，不能隨意移動(dòng)，均應(yīng)處于備用狀態(tài)。 5. 萬一不慎著火，要沉著冷靜積極搶救，應(yīng)立即切斷室內(nèi)電源和火源，用石棉布將著火部位蓋嚴(yán)，使其斷絕空氣而熄滅?；蚴腔饎?shì)情況選用適當(dāng)滅火器材進(jìn)行滅火。在實(shí)驗(yàn)室使用二氧化碳滅火器較好，它具有不腐蝕不導(dǎo)電之優(yōu)點(diǎn)。 在實(shí)驗(yàn)室中常發(fā)生的事故如下，應(yīng)予以特別注意。 1. 蒸餾或回流加熱時(shí)，發(fā)現(xiàn)未放沸石，未等溶液冷卻就補(bǔ)加沸石，結(jié)果溶液沖出瓶外于是引起火災(zāi)。 2. 蒸餾易燃物時(shí)，忘記通冷凝水，大量蒸汽逸出亦易引起火災(zāi)。 3. 蒸餾易燃物時(shí)塞子漏氣引起火災(zāi)。 4. 用三角燒瓶作減壓裝置的受器結(jié)果炸裂。 5. 加壓操作結(jié)束后，放氣太快，使壓力記沖破。 6. 使用真空干燥器時(shí)，用完就直接開干燥器的放氣閥，結(jié)果使泵內(nèi)的機(jī)油被吸到干燥器中，樣品被污染。 7. 實(shí)驗(yàn)室水槽易發(fā)生用抹布和碎拖布條堵塞而造成水災(zāi)。實(shí)驗(yàn)一 黃柏中小檗堿的提?。?302130-1） 小檗堿(berberine)屬于季銨型生物堿，為黃色針晶，能溶于水，在熱水和乙醇中溶解度較大。難溶于丙酮、氯仿或苯，其鹽在水中溶解度較小，尤其是鹽酸小檗堿難溶于冷水(1:500)、易溶于熱水。小檗堿及其鹽類有較好的抗菌作用，臨床上用以治療菌痢和一般炎癥。小檗堿主要存在于黃連、黃柏、三顆針等中草藥中。一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù) 1. 掌握從黃柏中提取、分離、檢識(shí)小檗堿的原理和方法。2. 熟悉滲漉法、柱層析在提取中草藥有效成分中的應(yīng)用。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 小檗堿的提取。2. 小檗堿的精制。3. 小檗堿的檢識(shí)。三、 實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備及材料 滲漉筒可用礦泉水瓶代替，需配與其瓶品大小相應(yīng)的帶玻管橡皮塞，并準(zhǔn)備螺旋夾（可調(diào)流量，不是止流夾）以控制流出速率、水浴鍋（請(qǐng)檢查是否可用）、真空泵（請(qǐng)檢查是否可用）、溫度計(jì)、小層析柱、烘箱、燒杯、膠頭滴管、抽濾裝置（布氏漏斗、抽濾瓶）、橡膠管/乳膠管、玻璃棒。黃柏、石灰、中性氧化鋁、95%乙醇、丙酮、鹽酸、食鹽、漂白粉、次硝酸鉍、碘、碘化鉀、二氯化汞、冰醋酸、氫氧化鈉、硅鎢酸、蒸餾水、氫氧化鈣或氧化鈣（可用桶或盆子加水配成石灰乳，靜置后即飽和石灰水）。紗布、濾紙、卷紙、乳膠管、pH試紙（事先剪成小塊）。四、 實(shí)驗(yàn)原理小檗堿屬季銨堿，其游離型在水中溶解度較大，其鹽酸鹽在水中溶解度小，利用小檗堿溶解性及根據(jù)黃柏中富含粘液質(zhì)的特點(diǎn)，首先用石灰乳沉淀粘液質(zhì)，用堿水自黃柏中提出小檗堿，再加鹽酸使其轉(zhuǎn)化為鹽酸小檗堿，使其沉淀析出。五、 主要技術(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)1. 技術(shù)重點(diǎn)：滲漉操作。2. 技術(shù)難點(diǎn)：柱層析操作。六、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 提?。貉b滲漉筒：滲漉筒用紗布?jí)|底，用鐵圈、鐵夾將滲漉筒固定在鐵架臺(tái)上，旋緊下口乳膠管上螺旋夾。稱取黃柏粗粉（若為飲片應(yīng)適當(dāng)破碎）50g，置燒杯中，加入石灰乳攪拌均勻（加入量：使藥材剛好被潤濕而無多余液體為宜）。裝筒時(shí)邊裝邊用玻棒壓緊，平整，使筒內(nèi)藥材均勻一致，裝筒后表面上蓋一圓形濾紙，濾紙上面用幾塊干凈的小石塊壓住，加500ml飽和石灰水（緩慢沿器壁加，盡量保持高于藥材部分的液體無色），浸泡2小時(shí)后滲漉，控制流速5ml/分，收集滲漉液500ml，加入滲漉液體積7%(W/V)的食鹽，攪拌后放置過夜，析出沉淀，抽濾（抽濾前勿搖動(dòng)沉淀；可先用滴管將絕大多數(shù)上清液吸出后再抽濾），沉淀用蒸餾水洗至中性，抽干后于80干燥，即得鹽酸小檗堿粗品。2. 精制(1)將粗品加入適量（約60-80ml，可逐漸加，以溶為度）沸水中于水浴上溶解，趁熱過濾，濾液于水浴上加熱至澄清后，加濃鹽酸調(diào)pH2-3，攪拌后放冷，用濾紙抽濾，沉淀用蒸餾水洗至中性，80干燥，即得鹽酸小檗堿結(jié)晶。(2)柱層析吸附劑：中性氧化鋁(化學(xué)純)；洗脫劑：95%乙醇；樣品液：取鹽酸小檗堿結(jié)晶溶于少量95%乙醇中。干法裝柱（裝柱量為柱長的2/3），上樣，用95%乙醇洗脫至無色，洗脫液于水浴中濃縮（勿用電爐）至小體積（約10ml），放置析晶。3. 檢識(shí)：(1)生物堿的一般鑒別反應(yīng)取少量精制鹽酸小檗堿，用酸水溶解，分成四份，分別滴加以下試劑：a碘化鉍鉀試劑(Dragendorff試劑)，觀察產(chǎn)生沉淀的顏色；b碘化汞鉀試劑(Mager試劑)，觀察產(chǎn)生沉淀的顏色；c碘化碘鉀試劑(Wagner試劑)，觀察產(chǎn)生沉淀的顏色；d硅鎢酸試劑(Bertand試劑)，觀察產(chǎn)生沉淀的顏色。(2)小檗堿的特殊鑒別反應(yīng)a取鹽酸小檗堿約50mg，加稀鹽酸（由實(shí)驗(yàn)中心準(zhǔn)備）2ml溶解，滴加1%漂白粉液（由實(shí)驗(yàn)中心準(zhǔn)備）3滴，振搖后觀察顏色變化；b取鹽酸小檗堿約50mg，加5ml水，水浴熱溶，加氫氧化鈉試液2滴，混合均勻，放冷后過濾，濾液中加丙酮3-5滴，觀察產(chǎn)生沉淀的顏色。七、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)按教務(wù)處規(guī)定的格式進(jìn)行寫作。2. 學(xué)生應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)及時(shí)、獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3. 應(yīng)在理解的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單扼要的書寫實(shí)驗(yàn)原理，不提倡抄寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。4. 應(yīng)結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和問題進(jìn)行討論，不提倡純理論的討論，更不要從其它參考資料中大量抄錄。八、 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)則，要有安全防范意識(shí)，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。2. 嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行小心操作，細(xì)心觀察，詳細(xì)記錄。3. 上述生物堿沉淀試劑宜新鮮配制；注意若產(chǎn)品純度不同，則顏色反應(yīng)的結(jié)果可能存在差異。九、 思考題 1. 如何測(cè)定所得到的小檗堿的純度？2. 如何鑒定小檗堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)？附 試驗(yàn)中所用試劑的配制方法（由實(shí)驗(yàn)中心準(zhǔn)備）：1. 碘化鉍鉀試劑：溶液甲：次硝酸鉍0.85g，加入蒸餾水40ml和冰醋酸10ml，充分?jǐn)噭?。溶液乙：碘化?g溶于20ml蒸餾水中。臨用時(shí)取甲乙二液各5ml，加入20ml冰醋酸及60ml蒸餾水混合，用棕色瓶保存。2. 碘化汞鉀試劑：取二氯化汞1.35g與碘化鉀5g，分別溶于60ml和10ml水中，將兩液混合，加水稀釋至100ml，即得。3. 碘碘化鉀試劑：將1g碘和10g碘化鉀，溶于50ml蒸餾水中(可加熱助溶)，再加2ml醋酸，用水稀釋至100ml。4. 硅鎢酸試劑：硅鎢酸5g溶于100ml蒸餾水中，加10%鹽酸使呈酸性即得。5. 氫氧化鈉試液：取氫氧化鈉4.3g，加水溶解成100ml，即得。實(shí)驗(yàn)二 槐米中蘆丁的提?。?302130-2）槐米系豆科槐屬植物槐樹(Sophora japonica L.)的花蕾，臨床作止血藥用，其中所含主要成分為蘆丁(rutin)。含量高達(dá)12-16%甚至更高，具有維生素P樣作用，可調(diào)節(jié)毛細(xì)血管滲透性，臨床上作毛細(xì)血管性止血藥，作為高血壓癥的輔助治療劑。蘆丁為槲皮素-3-蕓香糖，為淡黃色針狀晶。含3分子結(jié)晶水，mp174-178，無水物mp185-192。在冷水中溶解度小(1:10000)，冷乙醇中為1:650，在熱水或熱乙醇中溶解度較大，分別為1:200和1:60。此外，幾乎不溶于乙醚、氯仿、石油醚，微溶于醋酸乙酸、丙酮。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)1. 掌握酸堿法提取黃酮苷的原理和方法。2. 熟悉黃酮類化合物的一般鑒別方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3. 蘆丁的提取。4. 蘆丁的精制。5. 蘆丁的檢識(shí)。三、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備及材料 電磁爐（或電爐，但請(qǐng)注意安全）、燒杯（或不銹綱碗）、水浴鍋、真空泵、溫度計(jì)、抽濾瓶、布氏漏斗、烘箱、乳缽、圓底燒瓶、球形冷凝管、三用紫外層析儀、點(diǎn)樣毛細(xì)管、薄層用玻璃板（長20cm，寬5cm）、薄層層析缸、薄層噴霧瓶、刻度吸管（0.5ml、5ml）。蘆丁、石灰、鹽酸、氫氧化鈉、95%乙醇、活性炭、碳酸鈉、-萘酚、濃硫酸、鎂粉、三氯化鐵、三氯化鋁、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、薄層硅膠（硅膠G或硅膠H）、0.5%羧甲基纖維素鈉溶液500ml。棉花、濾紙、卷紙、廣泛pH試紙（剪成小塊）。四、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)蘆丁結(jié)構(gòu)中含多個(gè)酚羥基，顯酸性，能溶于堿水，而難溶于酸水的特性，將其從植物材料中提出。也可根據(jù)蘆丁在水中和乙醇中的溶解度，采用水或醇提取。五、主要技術(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)1. 技術(shù)重點(diǎn)：堿提酸沉法。2. 技術(shù)難點(diǎn)：重結(jié)晶操作。六、實(shí)驗(yàn)步驟1. 提取：稱取槐米20g，用乳缽研碎后投入盛有200ml沸水的1000ml燒杯中煮沸2-3min后，加入石灰乳調(diào)pH8-9，微沸30min(注意添加水，保持原體積并維持pH8-9)，趁熱用棉花過濾（亦可用卷紙抽濾），濾渣再加入100ml水，加石灰乳調(diào)pH8-9，煮沸30min，趁熱過濾，合并兩次濾液，在水浴上加熱至60左右，加濃鹽酸調(diào)pH4-5，放置后析出沉淀，用卷紙抽濾，用蒸餾水洗滌沉淀(洗至沉淀為黃色)，抽干，即得蘆丁粗品。注：煎煮實(shí)驗(yàn)，若為電磁爐則用不銹鋼碗，若為電爐則用燒杯（可墊石棉網(wǎng)）。2. 精制：將粗品稱重后，加蒸餾水120ml加熱至沸，以20%碳酸鈉(由實(shí)驗(yàn)中心準(zhǔn)備)調(diào)pH8左右使其溶解，用卷紙抽濾，濾液加濃鹽酸酸化至pH4-5，析出沉淀，用卷紙抽濾，干燥，稱重，得蘆丁精品。3.檢識(shí)：(1)理化反應(yīng)：蘆丁屬黃酮苷，具有黃酮苷的反應(yīng)通性。a. Molish反應(yīng)：取少量蘆丁于試管中，加0.5ml乙醇溶解，加等量1%-萘酚乙醇液(由實(shí)驗(yàn)中心準(zhǔn)備)，搖勻，再沿試管壁加入0.5ml濃硫酸（小心使用，加后勿振搖），觀察兩液界面的有無紫色環(huán)出現(xiàn)。b. Fehlings反應(yīng)：取少許蘆丁于試管中，加少量熱水溶解，加入斐林試劑1ml，沸水浴加熱，觀察有無磚紅色沉淀產(chǎn)生，如無，則加入濃鹽酸1ml，水浴加熱半小時(shí)，觀察有無沉淀，如有，過濾除去，濾液加入氫氧化鈉試液調(diào)至弱堿性，再加入斐林試劑1ml，沸水浴加熱，觀察有無磚紅色沉淀產(chǎn)生。c. 鹽酸鎂粉反應(yīng)：于試管中取蘆丁少許，加乙醇5ml，水浴熱溶，加鎂粉少許，再滴加濃鹽酸數(shù)滴，略加熱，觀察顏色變化。d. 三氯化鐵反應(yīng)：取蘆丁少許，溶于水或乙醇中，加入1%三氯化鐵乙醇溶液(由實(shí)驗(yàn)中心準(zhǔn)備)1滴，觀察顏色變化。e. 三氯化鋁反應(yīng)：取蘆丁乙醇液滴于濾紙上，在紫外燈下觀察熒光，然后噴1%三氯化鋁甲醇液(由實(shí)驗(yàn)中心準(zhǔn)備)，再在紫外燈（365nm）下觀察熒光。(2)薄層鑒別：硅膠G板（鋪板后晾干，用前105活化30min），展開劑：乙酸乙酯-甲酸-水（8:1:1）(由實(shí)驗(yàn)中心準(zhǔn)備)。取少許蘆丁，溶于少量甲醇中，點(diǎn)樣量10ul，（若有蘆丁對(duì)照品，配成0.5mg/ml的甲醇溶液，點(diǎn)樣量10ul，），展距約15cm，展開，取出，晾干，噴以1%三氯化鋁甲醇溶液，置365nm下觀察斑點(diǎn)數(shù)目、顏色，并記錄Rf值并繪圖。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)按教務(wù)處規(guī)定的格式進(jìn)行寫作。2. 學(xué)生應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)及時(shí)、獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3. 應(yīng)在理解的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單扼要的書寫實(shí)驗(yàn)原理，不提倡抄寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。4. 應(yīng)結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和問題進(jìn)行討論，不提倡純理論的討論，更不要從其它參考資料中大量抄錄。八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)則，要有安全防范意識(shí)，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。2. 嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行小心操作，細(xì)心觀察，詳細(xì)記錄。3. 上述生物堿沉淀試劑宜新鮮配制；注意若產(chǎn)品純度不同，則顏色反應(yīng)的結(jié)果可能存在差異。九、思考題 1. Molish反應(yīng)鑒別的是蘆丁的什么結(jié)構(gòu)特征？2. 如果某化合物的上述檢識(shí)反應(yīng)都呈陽性，能否證明該化合物就是蘆丁，為什么？附 試驗(yàn)中所用試劑的配制方法（由實(shí)驗(yàn)中心準(zhǔn)備）：斐林試劑：溶液甲：1.93g硫酸銅溶于100ml水中。溶液乙：34.6g酒石酸鉀鈉及10g氫氧化鈉溶于100ml水中。臨用前，甲、乙二液等體積混合，如甲或乙不透明，可先過濾后再混合。附錄一 常用溶劑的回收及精制方法 在我們的實(shí)驗(yàn)中，常常需要應(yīng)用很多的有機(jī)溶劑，這些溶劑用過以后就會(huì)混入許多有機(jī)及無機(jī)物質(zhì)，并帶進(jìn)了很多水分，除去這些雜質(zhì)和水分后，這些溶劑就又可以重新使用了，因此，再生溶劑也是貫徹增產(chǎn)節(jié)約的具體表現(xiàn)，在分析和色譜實(shí)驗(yàn)中對(duì)溶劑的純度要求更高。一般重蒸的溶劑或市售工業(yè)品均不可直接應(yīng)用，必須進(jìn)一步精制，否則將影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。因此，將各種溶劑的再生和精制方法分述于下： 一、石油醚 石油醚是石油餾分之一，主要是飽和脂肪烴的混合物，極性很低，不溶于水，不能和甲醇、乙醇等溶劑無限止地混合，實(shí)驗(yàn)室中常用的石油餾分根據(jù)沸點(diǎn)不同有下列數(shù)種，其再生方法大致相同。 沸 點(diǎn) 比 重 輕石油醚 35-60 0.59-0.62 重石油醚 60-80 0.64-0.66 汽 油 80-120 0.67-0.72 汽 油 120-150 0.72 -0.75 再生方法：用過的石油醚，如含有少量低分子醇，丙酮或乙醚，則置分液漏斗中用水洗數(shù)次，以氯化鈣脫水、重蒸、收集一定沸點(diǎn)范圍內(nèi)的部分，如含有少量氯仿，在分液漏斗中先用稀堿液洗滌，再用水洗數(shù)次，氯化鈣脫水后重蒸。 精制方法：工業(yè)規(guī)格的石油醚用濃硫酸，每公斤加50一100克振搖后放置一小時(shí)，分去下層硫酸液，可以溶去不飽和烴類，根據(jù)硫酸層的顏色深淺，酌情用硫酸振搖萃取二、三次。上層石油醚再用5稀堿液洗一次，然后用水洗數(shù)次，氯化鈣脫水后重蒸，如需絕對(duì)無水的，再加金屬鈉絲或五氯化二磷脫水干燥。 二、環(huán)乙烷 沸點(diǎn)81，性質(zhì)與石油醚相似，再生時(shí)先用稀堿洗滌。再用水洗，脫水重蒸。其精制方法將工業(yè)規(guī)格環(huán)乙烷加濃硫酸及少量硝酸鉀放置數(shù)小時(shí)后，分去硫酸層，再以水洗，重蒸，如需絕對(duì)無水的，再用金屬鈉絲脫水干燥。 三、苯 沸點(diǎn)80，比重0.879，不溶于水，可與乙醚、氯仿、丙酮等在各種比例下混溶，純苯在54時(shí)固化為結(jié)晶，常利用此法純化。 再生方法：用稀堿水和水洗滌后，氯化鈣脫水重蒸。 精制方法：工業(yè)規(guī)模的苯常含有噻吩、吡啶和高沸點(diǎn)同系物如甲苯等，可將苯1000毫升，在室溫下用濃硫酸每次80毫升振搖數(shù)次，至硫酸層呈色較淺時(shí)為止，再經(jīng)水洗，氯化鈣脫水重蒸，收集79-8l餾分。對(duì)于甲苯等高沸點(diǎn)同系 物，則用二次冷卻結(jié)晶法除去，苯在54固化成為結(jié)晶，可以冷卻到0，濾取結(jié)晶，雜質(zhì)在液體中。 四、氯仿 沸點(diǎn)6l，比重1.488，不溶于水，易與乙醚、乙醇等混溶，在日光下易氧化分解成Cl2、HCl、C02及光氣(COCl2)，后者有毒，故應(yīng)貯在棕色瓶中。氯仿在稀堿水作用下易分解產(chǎn)生甲酸鹽，在濃堿水作用下則生成碳酸鹽。 再生及精制方法：醫(yī)用氯仿含有1酒精作為安定劑，以防止它的分解，可用水洗滌，氯化鈣脫水重蒸，收集61的餾分，貯于棕色瓶中。 五、四氯化碳 沸點(diǎn)77，比重1.589，極性很低，不溶于水；工業(yè)規(guī)格的四氯化碳中常含有2-3二硫化碳，其除去方法取1000毫升四氯化碳加5KOH乙醇溶液100毫升，60加熱三十分鐘，冷卻后，用水洗滌(氯化鈣或固體)分去水層，再用少量濃硫酸振搖多次，直至硫酸不變色，最后用水洗滌，氯化鈣或固體氫氧化鈉脫水，加石蠟油少許后蒸餾可得精制品。 (附注)氯仿和四氯化碳脫水干燥時(shí)，切忌用金屬鈉，否則將發(fā)生爆炸事故。 六、二硫化碳 沸點(diǎn)46性質(zhì)與四氯化碳相似，純的二硫化碳為無色液體，味香，有毒性，市售工業(yè)規(guī)模的常含硫化氫、硫氫化碳等分解產(chǎn)物因而其味難聞。二硫化碳久置色變黃。精制時(shí)先用金屬汞振搖，再用飽和氯化汞冷溶液振搖，最后再用高錳酸鉀液洗滌后蒸餾而得。 七、乙醚 沸點(diǎn)35，比重0.714，在水中的溶解度為8.11。用過的乙醚常含有水及醇，如用水洗滌損失很大，可用飽和氯化鈣水液洗滌，同時(shí)又可去除乙醇，再以無水氯化鈣脫水干燥，重蒸即得。 乙醚久置于空氣中，尤其是日光下暴露，則逐漸氧化成醛，酸及過氧化物。當(dāng)過氧化物達(dá)到萬分之幾時(shí)，蒸餾時(shí)有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，過氧化物的存在可以用碘化鉀溶液與少量乙醚共振搖生成游離碘而檢出，其除去法可用稀堿液，高錳酸鉀液，亞硫酸鈉液順次洗滌，再用水洗，干燥，重蒸而得，貯存時(shí)加少量表面潔凈的鐵絲或銅以防止氧化。 另法除法少量醇類可在乙醚中加少量高錳酸鉀粉末和1-2塊(10克左右)氫氧化鈉，放置數(shù)小時(shí)后，在氫氧化鈉表面如有棕色的醛縮合樹脂生成者，重復(fù)這一操作直至氫氧化鈉表面不生棕色物為止，然后將乙醚倒入另一瓶內(nèi)，加無水氯化鈣脫水，重蒸而得，如須絕對(duì)無水的，再將金屬鈉壓成鈉絲加入，瓶塞打孔，附一氯化鈣管，放置為了減少蒸發(fā)，在氯化鈣管上安裝一根一端拉成毛細(xì)管的玻璃管以與外界相通。 八、丙酮 沸點(diǎn)56，比重0.792，與水、醇能任意混溶。 再生方法：丙酮中如含有多量的水時(shí)，可加食鹽或固體碳酸鉀等鹽類，鹽析成二層，分去下層鹽水層，上層丙酮液蒸餾收集54-57餾分，再用無水氧化鈣脫水干燥重蒸。 精制方法 、 1一般工業(yè)用丙酮，常會(huì)有甲醇、醛和有機(jī)酸等雜質(zhì)，精制時(shí)加高錳酸鉀粉末回流，所加的量應(yīng)使丙酮一直保持紫色，如不加熱，放置3-4天也可，加熱后冷卻，濾去沉淀，加無水碳酸鉀或氯化鈣脫水干燥，蒸餾收集。 2如丙酮中混有少量乙醇、乙醚、氯仿等溶劑，精制時(shí)加二倍量的飽和亞硫酸氫鈉溶液振搖，生成亞硫酸氫鈉丙酮加成體，再在其中加等量的酒精，析出結(jié)晶，過濾收集，順次以酒精、乙醚洗滌，干燥。將此結(jié)晶與少量水相混合，加入10碳酸鈉或10鹽酸使加成物分解、濾液分級(jí)蒸餾，取丙酮之餾分，再加無水氯化鈣或碳酸鉀脫水干燥，重蒸而得。 注意：丙醇不宜用金屬鈉或五氧化二磷脫水。 九、乙醇 沸點(diǎn)78，比重0.79與水能任意混溶，蒸餾時(shí)與水共沸，共沸點(diǎn)781，共沸混溶液含水4.43為95乙醇。 再生方法：先在用過的乙醇中加生石灰(氧化鈣)，每立升加25-50克，加熱回流脫水后，分級(jí)蒸餾，收集76-81的餾分，含醇80-90。再置園底燒瓶中，加計(jì)算量多一倍的生碳，回流五小時(shí)，再蒸餾收集76-78的餾分，可達(dá)98.5-99.5。 如須絕對(duì)無水者；可用下列二法之一： 1、99.5乙醇l000毫升，加27.5克苯二甲酸二乙酯和7克金屬鈉，放置后蒸餾得無水乙醇 C6H4(COOC2H5)2+2C2H5ONa+2H20 C6H4(COONa)2+4C2H50H 2、98以上的乙醇60毫升，置于2立升的園底燒瓶中，加入5克金屬鎂，0.5克碘，使發(fā)生反應(yīng)促進(jìn)鎂溶解成醇鎂，再加900毫升乙醇，回流加熱5小時(shí)，蒸餾可得100乙醇。 (C2H5O)2Mg+2H2O2C2H5OH+Mg(OH)2 如用以紫外光譜分析，要求較高，普通發(fā)酵乙醇?；煊猩倭咳┖屯?，無水乙醇用苯共沸蒸餾所得者常含有苯、甲苯，均不宜于光譜分析用。其精制法如下：95普通乙醇l000毫升，加人25毫升12(NH4)2SO4，在水浴上迥流加熱數(shù)小時(shí)以除苯及甲苯等雜質(zhì)。蒸餾，初餾分50毫升及殘餾分l00毫升除去。主餾分中加硝酸銀8g，加熱使溶解，溶解后再加入粒狀氫氧化鉀15克。迥流加熱l小時(shí)，此時(shí)溶液從粘土色的AgOH懸濁液變?yōu)楹谏倪€原銀粒凝集沉淀下來。此反應(yīng)約需20-30分鐘。如果黑色沉淀生成很早，表示能被氧化的物質(zhì)存在較多。蒸餾后的溶液再以少量硝酸銀和氫氧化鉀(1：2W/W)加入重復(fù)上述操作直至沒有黑色沉淀生成為止，再繼續(xù)加熱三十分鐘，蒸餾，初餾分約50毫升及殘餾分約100毫升除去。主餾分收集，但有可能帶入微量的堿和銀離子，會(huì)促進(jìn)乙醇的氧化。應(yīng)重蒸餾一次，由此法制得的乙醇含水3-6在206nm外透明，200nm處有末端吸收。 十、甲醇 沸點(diǎn)65，比重0.79，能與水、乙醇、乙醚、氯仿作任何比例的混溶，不與水共沸，利用分餾法可得99.8的濃度，絕對(duì)無水的甲醇，可用鎂和碘的方法制得(同乙醇項(xiàng)下)。甲醇有毒，對(duì)視神經(jīng)有損傷，應(yīng)用和操作時(shí)應(yīng)注意。 精制方法：工業(yè)規(guī)模的甲醇中，主要含丙酮和甲醛雜質(zhì)，可用硫酸汞酸性溶液與甲醇一起加熱，使丙酮生成絡(luò)合物析出，或碘的堿性溶液共熱使醛或酮氧化成碘仿，然后再分餾精制。 注意甲醇不能用生石灰脫水，因CaO能吸收20甲醇，CaO、CH30H、H20為一平衡，完全脫水不可能。 十一、乙酸乙酯 沸點(diǎn)77，比重0.90，含水的乙酸乙酯在日光下會(huì)逐漸水解為醋酸和乙醇，精制時(shí)以5碳酸鈉(或碳酸鉀)溶液，飽和氯化鈣溶液分別洗去醋酸和醇再以水洗、分級(jí)蒸餾取乙酸乙酯餾分，再經(jīng)無水氯化鈣脫水干燥后重蒸一次，或在乙酸乙酯中加少量水，每500克加2克水，蒸餾，水和乙醇在第一餾分中即被蒸出。 十二、醋酸 沸點(diǎn)118。冰點(diǎn)16.5，比重1.06，純的醋酸(99-100)在較低溫度時(shí)結(jié)成固體，故又稱冰醋酸，其精制可用冰凍法，即冷卻至0-10醋酸結(jié)成結(jié)晶，分去液體，結(jié)晶加熱復(fù)重熔化，再經(jīng)冷凍一次，可得水醋酸。 醋酸中如含有乙醇和醛等雜質(zhì)，可在醋酸中加2左右的重鉻酸鉀(或鈉)后進(jìn)行分餾，若含有少量水分則加適量的醋酐后進(jìn)行分餾，收集l17-l18的餾分。 十三、吡啶 沸點(diǎn)116，比重0.98，能與水、乙醇、乙醚等混液，和水共沸，共沸點(diǎn)92-93，吡啶中的水分可加適量的固體氫氧化鈉放置，分去析出水層后，再加固體氫氧化鈉至無水層分出為止，蒸餾，收集l16餾分，為無水吡啶。 十四、二甲基甲酰胺(簡(jiǎn)稱DMF) 沸點(diǎn)153，比重0.95，能與水、乙醇、乙醚等許多有機(jī)溶劑任意混溶。二甲基甲酰胺與水形成共沸混合物，故含有水分的二甲基甲酰胺，不能用分餾法除去，可加無水碳酸鉀干燥后，蒸餾精制。附錄二 常用干燥劑性能的說明 化學(xué)干燥劑可分二類，一類是與水可以生成水合物的，如硫酸、氯化鈣、硫酸銅、硫酸鈉、硫酸鎂和氯化鎂等。另一類與水反應(yīng)后生成其他化合物的，如五氧化二磷、氧化鈣、金屬鈉、金屬鎂、金屬鈣和碳酸鈣等，必須注意的是有些化學(xué)干燥劑是一種酸或與水作用后變?yōu)樗岬奈镔|(zhì)，也有一些化學(xué)干燥劑是堿或與水作用后變?yōu)閴A的物質(zhì)，在用這些干燥劑時(shí)就應(yīng)考慮到被干燥物的酸堿性質(zhì)。應(yīng)用中性鹽類作干燥劑時(shí)，如氯化鈣，它能與多種有機(jī)物形成分子復(fù)合物，也要加以考慮。因此在選擇干燥劑時(shí)首先應(yīng)了解干燥劑和被干燥物的化學(xué)性質(zhì)是否相容，下面介紹一些實(shí)驗(yàn)室常用的干燥劑的性能。 一、氯化鈣 對(duì)固體、液體和氣體的干燥均可使用。有干燥能力的是含二分子結(jié)晶水的氯化鈣CaCl22H2O，潮解吸水后成為含六分子結(jié)晶水的氯化鈣CaCl26H2O加熱至30時(shí)成CaCl24H2O，至200恢復(fù)為CaCl22H2O，如加熱至800則水分完全失去，成為熔融的氯化鈣，可以用氯化鈣脫水的化合物有烴類、鹵代烴類、醚類，對(duì)沸點(diǎn)較高的溶劑，干燥后重蒸溶劑時(shí)，應(yīng)將干燥劑濾出，不可一起加熱蒸餾，以免被吸去的水分在加熱時(shí)再度放出，它的缺點(diǎn)是脫水能力不強(qiáng)，并且能和多種有機(jī)物生成復(fù)合物，如醇、酚、胺、氨基酸、脂肪酸等，因此不可用作為醇等溶劑的脫水于燥劑。 對(duì)結(jié)構(gòu)不明的化合物溶液，就不宜使用氯化鈣來干燥。 二、硫酸鈉 無水硫酸鈉可用于中性，酸性和堿性物質(zhì)的脫水干燥劑，對(duì)有機(jī)物沒有反應(yīng)，可以廣泛應(yīng)用，吸水后成為帶有十分子結(jié)晶水的硫酸鈉Na2SO410H2O，但脫水能力弱而且作用慢，不能用加熱來促使脫水，因?yàn)楹牧蛩徕c在33以上又失結(jié)晶水，對(duì)于含水量較多的醇類不宜用作脫水干燥劑，適用于醚、苯、氯仿等溶劑，新買來的應(yīng)加熱焙干后使用。 三、硫酸鎂 性質(zhì)同硫酸鈉，吸水效力強(qiáng)一些，與水生成水合物含七分子結(jié)晶水。 四、硫酸銅 制備無水醇時(shí)常加以應(yīng)用，是相當(dāng)弱的干燥劑。無水硫酸銅淺綠色，生成水合物質(zhì)變蘭CuSO45H2O，根據(jù)變蘭的反應(yīng)說明吸水過程在進(jìn)行，故可用來檢驗(yàn)溶劑的無水程度，CuSO45H2O加熱至100失去四分子結(jié)晶水可以由此再生。加熱溫度不宜增至220-230否則就生成堿性鹽類失去水合的效力。 五、硫酸鈣 無水硫酸鈣由石膏加熱至160-180而得，如在500-700灼燒所得的無 水硫酸鈣，幾乎不能與水結(jié)合。它是強(qiáng)烈干燥劑之-，但吸水量不大，只能達(dá)到其全重量的6.6，吸水后形成相當(dāng)穩(wěn)定的水合物2CaSO4H2O，它和其它形成水合物的鹽類不同，被干燥的有機(jī)液體不需要把它事先分開，可以放在一起蒸餾，甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、甲酸和醋酸用硫酸鈣脫水可得良好的效果。 六、苛性堿 苛性鈉(NaOH)和苛性鉀(KOH)是堿性干燥劑，適用于干燥有機(jī)堿類，如氨氣、胺類、吡啶、重氮甲烷，生物堿等，作為干燥器內(nèi)的干燥劑，用來排除被干燥物質(zhì)揮發(fā)出來的酸性雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)用更多，苛性鉀的效力較苛性鈉大60倍，對(duì)于酸性物或酮，醛等均不適用。 七、碳酸鉀 無水碳酸鉀的堿性比苛性堿弱，應(yīng)用范圍較廣一些，除適用于堿性物質(zhì)外，對(duì)醇類也適用。 八、氯化鈣 俗稱生石灰，也是一種堿性干燥劑，實(shí)驗(yàn)室常用來制造無水乙醇，因?yàn)閬碓捶奖?，生成氫氧化鈣不溶于乙醇，要得到絕對(duì)無水的乙醇，需要用過量很多的氧化鈣，對(duì)1克水要5克塊狀氧化鈣(理論量是311克)干燥有機(jī)堿液體也可用之，氧化鈣不適用于甲醇，因CaO、H2O、CH3OH三者間與形成的復(fù)合物成一平衡，不完全脫水，而且要吸收20的甲醇。 九、金屬鈉 金屬鈉有很強(qiáng)的脫水作用，廣泛被應(yīng)用于各種惰性有機(jī)溶劑的最后干燥，如用于乙醚、苯、甲苯、石油醚等，由于金屬鈉有可工塑性，脫水時(shí)可將鈉塊周圍的雜質(zhì)切去，用壓鈉機(jī)壓成條狀故入置有溶劑的容器內(nèi)，這樣使金屬鈉與液體接觸的表面大大增加，不致由于金屬鈉含有的雜質(zhì)在鈉塊表面形成一層薄膜，妨礙進(jìn)一步與水作用，必須注意對(duì)CHCl3，CCl4及其他