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文檔簡介
有機合成實驗技能第1頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五§1-1產(chǎn)品純化
當(dāng)有機合成反應(yīng)完成后,如何將產(chǎn)物從反應(yīng)體系中分離出來就成了最重要的事情了,也就是說需要進行產(chǎn)品純化,產(chǎn)品純化是有機合成工作中非常重要的一環(huán)。第2頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五一、柱色譜
柱色譜的分離原理是利用混合物中各個成分的物理化學(xué)性質(zhì)的差別,當(dāng)選擇某一個條件使各個成分流過支持劑或吸附劑時,各成分可由于其物理性質(zhì)的不同而得到分離。它可用于小量(和微量)的物質(zhì)的分離、純化處理。第3頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五二、重結(jié)晶
重結(jié)晶的原理是利用混合物中各組分在某種溶劑中的溶解度不同,而使它們互相分離。它可用于固體物質(zhì)(一般1克以上)的分離、純化處理。第4頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五1.重結(jié)晶提純法的一般過程為選擇適宜的溶劑;將粗產(chǎn)品溶于適宜的熱的溶液中制成飽和溶液;乘熱過濾除去不溶性雜質(zhì)。如溶液的顏色深,則應(yīng)先脫色,后過濾;冷卻溶液,使之慢慢析出結(jié)晶而雜質(zhì)則留在母液中,或者雜質(zhì)析出,而欲提純的化合物則留在溶液中;抽氣過濾分離母液,分出結(jié)晶體或雜質(zhì);洗滌結(jié)晶,除去附著的母液;干燥結(jié)晶。第5頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五2.溶劑的選擇
與被提純的有機物不起化學(xué)反應(yīng),對被提純的有機物應(yīng)在熱溶液中易溶,而在冷溶液中幾乎不溶,如果雜質(zhì)在熱溶液中不溶的,宜乘熱過濾去雜質(zhì),溶劑的沸點,不宜太低,也不宜過高。太低,溶解度改變不大;過高,附于晶體表面的溶劑不易除去。常用的溶劑有苯、乙酸乙酯、石油醚、丙酮、乙醇等。混合溶劑也經(jīng)常被采用,如乙醇與水,乙醇與乙醚,乙醇與丙酮,石油醚與乙醚,苯與石油醚等。溶劑的用量一般是溶質(zhì)用量的10-30倍量。第6頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五3.晶體的析出
過濾得到的濾液冷卻后,晶體就會析出。用冷水或冰水迅速冷卻并劇烈攪動溶液時,可得到顆粒很小的晶體,將熱溶液在室溫條件下靜置使之緩緩冷卻,則可得到均勻而較大的品體。
如果溶液冷卻后晶體仍不析出,可用玻璃抹摩控液面下的容器壁,也可加入品種,或進一步降低溶液溫度(用冰水或其它冷凍溶液冷卻)。
如果溶液冷卻后不析出晶體而得到油狀物時,可重新加熱,至形成澄清的熱溶液后,任其自行冷卻,并不斷用玻璃棒攪拌溶液,摩擦器壁或投人品種,以加速品體的析出。若仍有油狀物開始忻出,應(yīng)立即劇烈攪拌使油滴分散。
第7頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五三、蒸餾
首先了解一些常用有機溶劑的沸點數(shù)據(jù):二氯甲烷、丙酮、甲醇、苯、乙酸乙酯、乙醇、甲苯等第8頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五1.
蒸餾就是將液態(tài)物質(zhì)加熱到沸騰變?yōu)檎魵猓謱⒄魵饫淠秊橐后w這個過程的聯(lián)合操作。它可以分離液體混合物。2.
減壓蒸餾可分離或提純沸點教高或性質(zhì)比較不穩(wěn)定的液態(tài)有機化合物。第9頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五第10頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五第11頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五四、萃取
萃取也是分離和提純有機化合物常用的操作之一。萃取的原理:設(shè)溶液由有機化合物X溶解于溶劑A而成,現(xiàn)如要從其中萃取X,可選擇一種對X溶解度極好,而與溶劑A不相混溶和不起化學(xué)反應(yīng)的溶劑B。儀器的選擇液體萃取最通常的儀器是分液漏斗,一般選擇容積較被萃取液大1-2倍的分液漏斗.第12頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
萃取溶劑的選擇
根據(jù)被萃取化合物的溶解度而定,同時要易于和溶質(zhì)分開,所以最好用低沸點溶劑。一般難溶于水的物質(zhì)用石油醚等萃?。惠^易溶者,用乙醚萃取;易溶于水的物質(zhì)用乙酸乙酯等萃取。
每次使用萃取溶劑的體積一般是被萃取液體的1/5~1/3,兩者的總體積不應(yīng)超過分液漏斗總體積的2/3。乳化現(xiàn)象解決的方法
較長時間靜置;
若因堿性而產(chǎn)生乳化,可加入少量酸破壞或采用過濾方法除去
若由于兩種溶劑(水與有機溶劑)能部分互溶而發(fā)生乳化,可加入少量電解質(zhì)(如氯化鈉等),利用鹽析作用加以破壞。另外,加入食鹽,可增加水相的比重,有利于兩相比重相差很小時的分離;第13頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
§1-2薄層色譜
薄層色譜(TLC)是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一種很重要的實驗技術(shù)。最典型的在玻璃板上均勻鋪上一薄層吸附劑,制成薄層板,用毛細管將樣品溶液點在起點處,把此薄層板置于盛有溶劑的容器中,等溶液到達前沿后取出,晾干,噴以顯色劑,測定色斑的位置。第14頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五第15頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五一、吸附劑
一般常用的是:硅膠H/GF254(含熒光物質(zhì)),這是一種含熒光物質(zhì)的層析用硅膠,可在254nm的紫外光下觀察熒光。第16頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五二、
點樣
在距薄層板(2x5cm,自制)下端5mm處,劃一條線,作為起點線。用毛細管(內(nèi)徑0.3mm)吸取樣品溶液(一般以乙酸乙酯、二氯甲烷等作溶劑,配成0.1%溶液),垂直地輕輕接觸到薄層的起點線上。第17頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五三、展開劑的選擇
極性小的及中等的一般采用石油醚和乙酸乙酯作展開劑,通過調(diào)整其配比,使Rf值調(diào)到0.3-0.6為佳。
極性大的一般采用二氯甲烷和甲醇作展開劑,通過調(diào)整其配比,使Rf值調(diào)到0.3-0.6為佳。如上述系統(tǒng)不適合可嘗試使用石油醚和丙酮、三氯甲烷和甲醇等展開體系。
酸或堿性物質(zhì)由于在薄層板拖尾嚴重,所以分別在展開體系中加入0.1%乙酸或氨水。
如反應(yīng)物與生成物Rf值接近,可點交叉點加以區(qū)別。第18頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
化合物的吸附能力(親和力):化合物的吸附能力(親和力)與分子極性有關(guān)。分子極性越強,其吸附能力也就越大。分子中所含極性較大的基團,其吸附能力也較強。通常吸附能力按下列排列次序遞增:
-Cl,-Br,-I<C=C<-OCH3<CO2R<C=O<-CHO<-SH<-NH2<-OH<-CO2H
色譜常用的洗脫劑及其洗脫能力(按次序遞增):
己烷、石油醚<環(huán)己烷<四氯化碳<二硫化碳<甲苯<苯<二氯甲烷<三氯甲烷<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<丙醇<乙醇<甲醇<水<吡啶<乙酸。第19頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五四、顯色劑
紫外燈:多環(huán)芳烴基團等碘蒸氣:很多有機物顯黃棕色茚三酮、濃硫酸等特殊顯色劑第20頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
柱層析第21頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
柱層析概述層析柱的選擇吸附劑洗脫劑裝柱上樣洗脫分離快速柱層析反相硅膠板和反相硅膠柱
第22頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
一、概述
柱層析,又叫柱色譜(ColumnChromatography),通常在玻璃管中填入表面積很大、經(jīng)過活化的多孔性或粉狀固定吸附劑(如硅膠和氧化鋁)。當(dāng)待分離的混合物從柱頂加入,流經(jīng)吸附劑(固定相)時就被吸附在柱的上端,然后從柱頂加入洗脫劑(流動相)。當(dāng)洗脫劑流經(jīng)吸附劑時,便發(fā)生了吸附和解吸過程,即混合物的各組分在固定相和流動相之間發(fā)生無數(shù)次的交換。由于各組分對吸附劑的吸附能力(或稱親和力)不同,便以不同的速度隨流動相下移,形成若干色帶。吸附能力最弱的組分隨洗脫劑首先流出。分別收集各組分,進行逐個鑒定,從而達到分離純化的目的。作為一種十分高效的分離提純方法,柱色譜有著相當(dāng)廣的應(yīng)用范圍,適用于大量、少量甚至微量物質(zhì)的分離。關(guān)鍵詞:吸附和解吸、吸附能力、物理過程。第23頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
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二、層析柱.任何細頸玻璃管或帶旋塞的滴定管均可用作層析柱。.專門定制各種尺寸規(guī)格的帶有特氟瓏旋塞和底部配備砂芯(以代替玻璃棉)的層析柱。.層析柱的選擇。
ColumnSize(ml)FractionSize(ml)SampleSize(g)200101~2400203~5600305~810005010200010020~304000150~200508000250~400100
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三、吸附劑常用的吸附劑有硅膠、氧化鋁等,顆粒大小一般以通過200目左右篩孔為宜。顆粒太大,洗脫時溶劑推進太快,分離效果不好,反之如果顆粒太小,展開慢而造成拖尾不集中,分離效果也不好。1、硅膠硅膠一般分為硅膠G(摻入13%的粘合劑煅石膏)、硅膠H(不含粘合劑,層析用)和硅膠H/GF254(含熒光物質(zhì))。柱層析一般用比表面積300-400米2/克,顆粒度在300目以下的硅膠H做吸附劑。
2、氧化鋁色譜用氧化鋁一般可分為酸性、中性和堿性三種。酸性氧化鋁是用1%鹽酸浸泡后用蒸餾水洗至懸浮液PH=4~4.5,用于分離酸性物質(zhì)。中性氧化鋁PH=7.5,用于分離中性物質(zhì),其應(yīng)用最廣。堿性氧化鋁PH=9~10,一般用于分離生物堿等化合物。第27頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
3、吸附劑的選擇選擇吸附劑的首要條件是與被吸附物無化學(xué)作用。氧化鋁的極性比硅膠大,比較適合用于分離極性較小的化合物如烴、醚、醛、酮、鹵代烴等。因為極性化合物被氧化鋁較強烈地吸附,分離較差。相反,硅膠適合用于分離極性較大的化合物如羧酸、醇、胺等,而非極性化合物在硅膠上吸附較弱,分離較差。
4、吸附劑的活性吸附劑的活性與其含水量有關(guān)。含水量越低,活性越高。將氧化鋁放在高溫爐(350℃-400℃)烘3小時得無水氧化鋁,加入不同量水分得不同程度活性氧化鋁。一般常用Ⅱ-Ⅲ級(硅膠也可如法處理)。
ActivityAlumina(%water)Silicagel(%water)Ⅰ00Ⅱ35Ⅲ615Ⅳ1025Ⅴ1538第28頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
5、化合物的吸附能力(親和力)化合物的吸附能力(親和力)與分子極性有關(guān)。分子極性越強,其吸附能力也就越大。分子中所含極性較大的基團,其吸附能力也較強。通常吸附能力按下列排列次序遞增:-Cl,-Br,-I<C=C<-OCH3<CO2R<C=O<-CHO<-SH<-NH2<-OH<-CO2H6、吸附劑的用量通常情況下,待分離樣品量和吸附劑的加入量比例為1:30~60(硅膠)、1:20~50(氧化鋁)。當(dāng)然根據(jù)分離的具體情況可作適當(dāng)調(diào)整;吸附劑填入層析柱的長度和層析柱的寬度(直徑)的比例一般為10~20:1,最好不少于7:1,當(dāng)然這一比例關(guān)系也可隨具體的分離效果作適當(dāng)調(diào)整。層析柱、吸附劑和待分離樣品的經(jīng)驗選擇關(guān)系
樣品量(g) 吸附劑用量(g) 柱的直徑(mm) 柱高(mm) 0.010.3 3.5 300.13.07.560130161301030035280*注:具體選擇應(yīng)視樣品的分離情況而定。
第29頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
四、洗脫劑選擇洗脫溶劑時應(yīng)考慮到被分離各物質(zhì)的極性和溶解度。非極性化合物用非極性溶劑,而極性溶劑對于洗脫極性化合物是有效的。被分離各物質(zhì)應(yīng)在洗脫溶劑中有非常好的溶解性,否則會嚴重影響分離效果。若欲分離的混合物組成復(fù)雜,單一溶劑往往不能達到有效的分離,通??梢赃x用混合溶劑作洗脫劑。
下列為柱色譜常用的洗脫劑及其洗脫能力(按次序遞增):己烷、石油醚<環(huán)己烷<四氯化碳<二硫化碳<甲苯<苯<二氯甲烷<三氯甲烷<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<丙醇<乙醇<甲醇<水<吡啶<乙酸。
實驗室一般常用石油醚(正己烷)/乙酸乙酯系(分離極性較小的化合物)和二氯甲烷(氯仿)/甲醇系(分離極性較大的化合物)。對于分離極性較大的化合物,如氨類、酰胺類化合物,為防止其產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象,可在洗脫劑中加入少量的三乙氨、氨水或醋酸。*具體選擇應(yīng)參照TLC的結(jié)果選擇合適的洗脫劑。第30頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
五、裝柱*重要事項:裝柱一定要在抽風(fēng)良好的通風(fēng)櫥中進行,并帶好口罩,以防吸入過多的硅膠或氧化鋁粉塵而對身體產(chǎn)生致命傷害。
裝柱是柱層析中最為關(guān)鍵的操作,裝柱的好壞將直接影響分離效率。首先必須將層析柱垂直固定在鐵架上,填充時要求將柱填裝均勻、嚴實,不應(yīng)夾有空氣泡,并使柱頂表面保持水平。柱層析的裝柱一般有干法和濕法二種。下面以吸附劑硅膠為例分別講述這兩種裝法。第31頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
1、干法裝柱:將硅膠慢慢地從柱頂小心加入,同時用橡皮棒輕輕敲擊玻璃柱,以使硅膠顆粒盡可能填充均勻嚴實(可以用水泵抽)。任何隙縫、斷層、氣泡都將影響分離效果。裝好硅膠后,最好在其上鋪上一層石英沙,以防止在加入洗脫劑和待分離樣品時沖壞硅膠層的頂部。然后從柱頂小心加入非(?。O性溶劑或洗脫劑并使其充分潤濕硅膠層,并以一定的流速流入接受瓶。在此過程中,也要防止隙縫、斷層、氣泡的產(chǎn)生以影響分離效果。通??梢韵扔梅牵ㄐ。O性溶劑或洗脫劑預(yù)洗(可以加壓)柱子一定體積消除上述現(xiàn)象后再上樣分離,這樣也可以把硅膠、石英沙、砂芯(玻璃棉)本身可能帶有的一些雜質(zhì)洗去。干法裝柱還可以先在層析柱中裝入非(?。O性溶劑或洗脫劑,在慢慢加入硅膠。2、濕法裝柱:先把硅膠和非(?。O性溶劑或洗脫劑(一般按體積比1:2)充分混合,形成均一的可流動漿狀物,小心傾入層析柱,然后一些石英沙,用一定體積的非(?。O性溶劑或洗脫劑預(yù)洗以去除可能產(chǎn)生的氣泡。其他注意事項和干法裝柱一樣。第32頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
注意:在加待分離樣品前,不能讓柱子流干。加樣時,當(dāng)非(小)極性溶劑或洗脫劑的液面與硅膠層頂部,即石英沙層相平時(切記不可超過該水平線!否則會產(chǎn)生新的裂縫和氣泡?。┘纯杉尤霕悠贰?/p>
柱色譜裝置
正常展開的層析和應(yīng)避免的的兩種情況的對比左為水平表面,中為非水平表面右為夾有空氣泡的情形
第33頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
第34頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
六、上樣上樣一般按待分離物的性質(zhì)而分為液體上樣和固體上樣兩種。1.液體上樣:把要分離的試樣配制成適當(dāng)濃度的溶液。將硅膠上多余的溶劑放出,直到柱內(nèi)液體表面到達石英砂表面時,停止放出溶劑。沿管壁加入試樣溶液,注意不要使溶液把石英砂、硅膠層沖松浮起,試祥溶液加完后,開啟下端旋塞,使液體漸漸放出,至溶劑液面和石英砂層表面相齊(勿使石英砂表面干燥)即可用溶劑洗脫。2、固體上樣:當(dāng)待分離樣品為固體時不能直接上樣,一般采用拌硅膠上樣法。將固體樣品溶于丙酮、氯仿等低沸點溶劑中(注意:樣品在選擇的溶劑中應(yīng)有相當(dāng)好的溶解性,盡量避免用甲醇、乙醇等沸點較高的溶劑,以防最后不能除盡而影響分離效果)加入一定量的粗硅膠(一般用100-200目的硅膠,用量大致和樣品的重量量比為3-5:1)充分搖勻,然后旋干溶劑,干燥得到的細粉狀固體后小心倒入準備好的層析柱中,并使其表面呈水平,再加入一層石英砂以防加入洗脫劑破壞其表面。小心加入洗脫劑后便可開始走樣了。當(dāng)然,如果該固體在洗脫劑中有較好的溶解度,也可使其直接溶于盡量少的洗脫劑中按液體上樣法處理。此法只適用于較少的樣品量。第35頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
七、洗脫和分離
在洗脫和分離的過程中,應(yīng)當(dāng)注意以下幾點:1、繼續(xù)不斷地加入洗脫劑,應(yīng)保持一定高度的液面,在整個操作中勿使硅膠層表面的溶液流干,一旦流干,再加溶劑,易使硅膠柱產(chǎn)生氣泡和裂縫,影響分離效果。2、收集洗脫液,如試樣各組分有顏色,在硅膠柱上可直接觀察。洗脫后分別收集各個組分。在多數(shù)情況下,化合物沒有顏色,收集洗脫液時,多采用等份收集,每份洗脫劑的體積隨所用硅膠的量及試樣的分離情況而定。一般若用50g硅膠,每份洗脫液的體積常為50mL。如洗脫液極性較大或試樣的各組分結(jié)構(gòu)相近似時,每份收集量要小。3、控制洗脫液的流出速度,一般不宜太快,太快了柱中交換來不及達到平衡,因而影響分離效果。4、由于硅膠表面活性較大且顯弱酸性,有時可能促使某些成分破壞,所以應(yīng)盡量在一定時間內(nèi)完成一個柱色譜的分離,以免試樣在柱上停留的時間過長,發(fā)生變化或擴散而影響分離效果第36頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
第37頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
八、快速柱層析柱層析分離的最大的缺點就是耗時,需要極大的耐心。如果要在分離效果和時間兩者間取一個比較高的“性價比”的話,那么快速柱層析(FlashColumnChromatography)無疑就是最好的選擇。和普通柱層析相比,不同之處在于快速柱層析是用大約10psi的壓力迫使流動相以較快的速度通過固定相??焖僦鶎游鎏貏e適用于樣品量在0.1-10g,需要組分的Rf值為0.35并與雜質(zhì)有0.15的Rf差距(TLC)。第38頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
Selectacolumnthatis10,20,40mmIDbaseduponpreparativerequirements.Thefollowingtablepresentsageneralinformationonthisaspect.
ColumnDiameterVolumeofEluentSampleLoad(mg)FractionSizecmmlRf>0.2Rf>0.1ml11001004052200400160103400900360204600160060030510002500100050Theheightofthecolumnnormallyranges15~25cmdependingontheresolution.Operation
Drypackadsorbent(silicagel)intotheappropriatecolumn.Gentlytapverticallytopackthegel.Clampandassemble.Fillwithsolvent,pressureslightlytocompressthesilicagelandforcesolventandairthroughthecolumn.Thetopofthecolumnshouldnotbeallowed第39頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
torundry.Applythesamplesasa20-25%solutionandeluteataflowrateof5cm/min.Generally,ittakesabout5~10minutestorunthecolumn.Gramquantitiesareexpectedtoacquired,typically0.5-2.0g.Canbeincreasedto10giflessresolutionisrequiredand/orlargercolumnsareused.SummaryFlashChromatographyisafast,costefficientPrepLCapproach.SeparationsarebasedupontraditionallyobtainedTLCresultswhicharesimplyextrapolatedtoprepscale.Bestofall,elaborateequipmentandthepurchaseofexpensiveequipmentisnotnecessary.第40頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
九、反相硅膠板和硅膠柱
當(dāng)被分離的樣品為極性很大的化合物(如氨,酸等),用普通的以硅膠為填充料的柱子可能很難有效分離,這時就可以選擇反相硅膠板和硅膠柱。其主要的區(qū)別在于吸附劑的不同,主要以硅膠作基質(zhì),在其表面鍵合十八烷基官能團(ODS)的非極性填料,(其他還可鍵合C8、C4、C2、苯等)。洗脫劑一般用甲醇(乙睛)和水的混合物。
第41頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五ChromatographyPre-TLCColumnChromatograghy第42頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五分離時間短,效率高操作簡便分離樣品少特點第43頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五原理各組分對吸附劑吸附能力不同吸附能力弱(即極性較弱的)隨流動相移動快吸附能力強(即極性較強的)隨流動相移動慢第44頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五展開缸PTLC板點板展板顯色刮板與洗脫PTLC過程第45頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五展開缸24247cm
使用混合溶劑時,可能會發(fā)生邊緣效應(yīng)預(yù)防措施:在四壁放上濾紙有助于蒸氣飽和,防止邊緣效應(yīng)流動相液面高度一般為10--15mm.
使用混合溶劑體系,應(yīng)在每次爬板后清潔展缸每次只準備一天的溶劑在爬板時保持展缸密閉第46頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五PTLC板
吸附劑最常用的吸附劑是硅膠硅膠是無定型多孔物質(zhì),略具酸性適用于中性或酸性物質(zhì)的分離。制備和活化負載量
1.0mm,<5mg/cm2e.g.20×20cm,10~100mg第47頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五點樣--Akeystep工具自動TLC取樣器自制的玻璃滴管
溶劑推薦揮發(fā)性溶劑—乙酸乙酯,己烷,二氯甲烷避免使用不揮發(fā)溶劑–甲醇,水.引起問題:擴散樣品的濃度
PTLC---5~10%
第48頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五第49頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
用滴管吸取樣品溶劑,緩慢并且勻速地在板上劃一條直線
如果點樣太寬,可用大極性溶劑將其展開至2~4cm,再吹干不要污染板線條盡可能細如果可能,點樣后先在UV下檢查小心:UV光線直接照射進眼里是有害的,最好帶上眼鏡,并用鑷子夾住板樣品不能太多,否則會過載由于邊緣厚度不均勻及邊緣效應(yīng),應(yīng)留5~8mm.第50頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五展板
在展PTLC板之前,必須先用TLC選用溶劑條件.PTLC可以直接使用TLC條件將準備好的PTLC板放入展開缸,蓋上蓋子.
溶劑前沿離板上端大約0.5cm—1cm即可取出第51頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五幾個常用的溶劑體系:
己烷(石油醚)/乙酸乙酯己烷(石油醚)/丙酮氯仿/甲醇
第52頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
選擇溶劑系統(tǒng),必須經(jīng)過多次的嘗試,不斷改變?nèi)軇O性,根據(jù)板層情況,選擇最佳的溶劑體系一般來講,提高溶劑極性,化合物爬的越高(反之則相反).溶劑(展開劑)烷烴(己烷,石油醚)甲苯二氯甲烷,氯仿乙醚乙酸乙酯丙酮醇醋酸極性第53頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
PTLC中的問題:板上的化合物是一片樣品過載.
或者是由于你的樣品十分不純.板上的化合物拖尾.
樣品有酸性或堿性基團(胺或羧酸)有時在PTLC板會有嚴重的拖尾。加入幾滴氨水或TEA(胺)或醋酸(羧酸)
第54頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五顯色
如果樣品是有顏色的,用鉛筆輕輕標出如果樣品需在紫外燈下看,則在紫外燈下用鉛筆標出從板上割下一條或用玻璃蓋住大部分板,然后如果樣品無色,且在紫外下也不顯色,那么試一試碘你也可選擇在板上噴灑事先準備好的顯色劑第55頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五刮板及洗脫在確定好所要的帶后,可用刮刀將其刮下,碾細以玻璃漏斗洗脫通過柱層析洗脫第56頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五操作過程請注意:
盡快處理你的化合物,長時間與吸附劑接觸會增加你的樣品變壞的可能性
小心選擇溶劑,甲醇可能會溶劑硅膠板里的融解黏合劑及熒光物質(zhì),選擇氯仿,丙酮和乙醇會好一些;如果可能的話,盡量選擇低極性的溶劑
1g吸附劑需用大約5ml溶劑柱層析有助于除去黏合劑和熒光物質(zhì)第57頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五無水無氧操作第58頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五§1-4無水無氧操作一、
常用溶劑的純化二、敏感化合物的實驗操作裝置三、敏感化合物的實驗操作技術(shù)四、敏感化合物的儲存第59頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
常用溶劑的純化
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。一般在氮氣氛下進行。第60頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
1.
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。2.
一般溶劑的純化大多數(shù)溶劑,只要在惰性氣氛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。
常用溶劑的純化第61頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
(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,并保存于黑暗中。(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(dāng)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?;蛘哂?%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(yù)干燥,在鈉絲或LiAlH4中回流蒸出。儲藏于密閉的瓶中,并保存于陰涼黑暗中。
常用溶劑的純化第62頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五(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。(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。
常用溶劑的純化第63頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五(8)乙醇主要雜質(zhì)為雜醇油,醛,醇,酮和水??捎玫募兓椒殒V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。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。這里介紹的僅僅是部分溶劑的處理方法,其它溶劑的純化見有關(guān)參考書(如Purificationoflaboratorychemicals,fourthedition,世界圖書出版社2000.6.)。
常用溶劑的純化第64頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五
所謂敏感化合物,這里指在空氣中的氧或水汽的作用下會迅速發(fā)生明顯變化的那些物質(zhì)。涉及這類物質(zhì)的反應(yīng),可在普通的磨口儀器中進行,也可在專門的玻璃儀器中進行。所需的附件包括:一個惰氣源,真空泵和雙排管。敏感化合物的實驗操作裝置第65頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五1.
反應(yīng)裝置
1)普通裝置一般用二口瓶或三口瓶。敏感化合物反應(yīng)的普通裝置敏感化合物的實驗操作裝置第66頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五2)實驗室常用的其它專門反應(yīng)儀器
敏感化合物反應(yīng)的其它專門裝置
敏感化合物的實驗操作裝置第67頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五2.
雙排管雙排管的一端接惰性氣體,另一端接真空泵。向下的接口通向反應(yīng)裝置。(圖7)圖7雙排管
敏感化合物的實驗操作裝置第68頁,共76頁,2023年,2月20日,星期五3.
惰性氣體和真空泵常用的惰性氣體是氮氣,氬氣和氦氣。由于氮氣價廉易得,大多數(shù)有機金屬試劑在其中均能保持穩(wěn)定,因此最為常用。它還有密氮氣度與空氣相近的優(yōu)點,所以再其中稱量物質(zhì)時無須校正。一般來說,含量在99.998%的氮氣即能保護大多數(shù)空氣敏感化合物。實驗室存放氮氣一般用氮氣鋼瓶。為了防止發(fā)生意外,氮氣鋼瓶一般存放于實驗室內(nèi)的固定位置,并用鐵鏈固定。打開或關(guān)閉氮氣鋼瓶都是首先要擰動鋼瓶開關(guān),然后再旋動減壓閥和調(diào)節(jié)旋鈕。為了純化氣體,在惰性氣體進入反應(yīng)器之前,通常需要用氧化銀柱,分子篩柱等進行干燥和純化。在雙排管的一端連接惰性氣體,另一端則連接真空泵。之所以連接真空泵,是為了節(jié)約惰性氣體。對于很大的反應(yīng)器,若僅靠以惰性氣
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