有機化合物的分離和提純課件

有機化合物的分離

提純方法有機化合物的分離

提純方法1有機化合物的分離和提純方法有蒸餾、萃取、重結(jié)晶、及色譜方法。蒸餾是分離和提純液體有機化合物最常用的方法之一，又分為簡單蒸餾、分餾、減壓蒸餾和水蒸氣蒸餾。本節(jié)著重介紹利用這些方法分離提純有機物的原理及其應用范圍有機化合物的分離和提純方法有蒸餾、萃取、重結(jié)晶、及色譜方法。2一、蒸餾：純有機物有恒定的沸點，因此，可通過蒸餾和分餾的方法來提純。蒸餾就是把一種物質(zhì)變成蒸汽，然后把蒸汽移到別處，使它冷凝變成液體或固體。如果被蒸餾的物質(zhì)在沸騰時是相當穩(wěn)定的，可以在常壓下進行蒸餾；如果在沸騰時會分解成其它物質(zhì)，則進行減壓蒸餾。蒸餾與減壓蒸餾不僅可以把不揮發(fā)的雜質(zhì)出去，也可以將不同沸點的揮發(fā)性混合物分開，若混合物各組分沸點比較接近，用蒸餾法很難提純，這時必須使用分餾柱。應用分餾柱來使幾種沸點相近的混合物進行分離的方法，叫著分餾。一、蒸餾：純有機物有恒定的沸點，因此，可通過蒸餾和分餾的方3二、減壓蒸餾液體的沸點是指它的蒸氣壓等于外界壓力時的溫度，因此液體的沸點是隨外界壓力的變化而變化的，如果借助于真空泵降低系統(tǒng)內(nèi)壓力，就可以降低液體的沸點，這便是減壓蒸餾操作的理論依據(jù)。減壓蒸餾是分離提純有機化合物的常用方法之一。它特別適用于那些在常壓蒸餾時未達沸點即已受熱分解、氧化或聚合的物質(zhì)二、減壓蒸餾液體的沸點是指它的蒸氣壓等于外界壓4三、水蒸氣蒸餾三、水蒸氣蒸餾5有機化合物的分離和提純課件6有機化合物的分離和提純課件7有機化合物的分離和提純課件8有機化合物的分離和提純課件9有機化合物的分離和提純課件10二、萃取萃取劑和原溶劑互不混溶

萃取劑和溶質(zhì)互不發(fā)生反應

溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠大于在原溶劑中的溶解度

相關規(guī)律：有機溶劑溶易于有機溶劑，極性溶劑溶易于極性溶劑，反之亦然

萃取是利用兩者的溶解度不同。萃取，溶解原理，比如說現(xiàn)在A跟B混在一塊，有一種溶劑C，它與A相溶，但不與B相溶，那么我們可以在AB的混合液中加入C，此時A溶入于C，與B分離，化學里邊講的"分層"。二、萃取萃取劑和原溶劑互不混溶

11有機化合物的分離和提純課件12有機化合物的分離和提純課件13三、色譜法三、色譜法14色譜法利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)的選擇性分配，以流動相對固定相中的混合物進行洗脫，混合物中不同的物質(zhì)會以不同的速度沿固定相移動，最終達到分離的效果。色譜法起源于20世紀初，1950年代之后飛速發(fā)展，并發(fā)展出一個獨立的三級學科-色譜學。歷史上曾經(jīng)先后有兩位化學家因為在色譜領域的突出貢獻而獲得諾貝爾化學獎，此外色譜分析方法還在12項獲得諾貝爾化學獎的研究工作中起到關鍵作用色譜法利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)的選擇性分配，以流動相對固定15色譜法從二十世紀初發(fā)明以來，經(jīng)歷了整整一個世紀的發(fā)展到今天已經(jīng)成為最重要的分離分析科學，廣泛地應用于許多領域，如石油化工、有機合成、生理生化、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護，乃至空間探索等。將一滴含有混合色素的溶液滴在一塊布或一片紙上，隨著溶液的展開可以觀察到一個個同心圓環(huán)出現(xiàn)，這種層析現(xiàn)象雖然古人就已有初步認識并有一些簡單的應用，但真正首先認識到這種層析現(xiàn)象在分離分析方面具有重大價值的是俄國植物學家Tswett。Tswett關于色譜分離方法的研究始于1901年，兩年后他發(fā)表了他的研究成果“一種新型吸附現(xiàn)象及其在生化分析上的應用，提出了應用吸附原理分離植物色素的新方法。三年后，他將這種方法命名為色譜法（Chromatography），很顯然色譜法（Chromatography）這個詞是由顏色（chrom）和圖譜(graph)這兩個詞根組成的，派生詞有chromatograph（色譜儀），chromatogram（色譜圖），chromatographer（色譜工作者）等。由于Tswett的開創(chuàng)性工作，因此人們尊稱他為“色譜學之父”，而以他的名字命名的Tswett獎也成為了色譜界的最高榮譽獎。

色譜法從二十世紀初發(fā)明以來，經(jīng)歷了整整一個世紀的發(fā)展到今天16色譜法發(fā)明后的最初二三十年發(fā)展非常緩慢。液-固色譜的進一步發(fā)展有賴于瑞典科學家Tiselius（1948年NobelChemistryPrize獲得者）和Claesson的努力，他們創(chuàng)立了液相色譜的迎頭法和頂替法。分配色譜是由著名的英國科學家Martin和Synge創(chuàng)立的，他們因此而獲得1952年的諾貝爾化學獎。1941年，Martin和Synge采用水分飽和的硅膠為固定相，以含有乙醇的氯仿為流動相分離乙?；被幔麄冊谶@一工作的論文中預言了用氣體代替液體作為流動相來分離各類化合物的可能性。1951年，Martin和James報道了用自動滴定儀作檢測器分析脂肪酸，創(chuàng)立了氣-液色譜法；1958年，Golay首先提出了分離效能極高的毛細管柱氣相色譜法，發(fā)明了玻璃毛細管拉制機，從此氣相色譜法超過最先發(fā)明的液相色譜法而迅速發(fā)展起來，今天常用的氣相色譜檢測器也幾乎是在五十年代發(fā)展起來的。七十年代發(fā)明了石英毛細管柱和固定液的交聯(lián)技術(shù)。隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展氣相色譜儀器也在不斷發(fā)展完善中，到現(xiàn)在最先進的氣相色譜儀已實現(xiàn)了全自動化和計算機控制，并可通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程診斷和控制。

色譜法發(fā)明后的最初二三十年發(fā)展非常緩慢。液-固色譜的進一步發(fā)17有機化合物的分離和提純課件18有機化合物的分離和提純課件19有機化合物的分離和提純課件20有機化合物的分離和提純課件21有機化合物的分離和提純課件22有機化合物的分離和提純課件23有機化合物的分離和提純課件24有機化合物的分離和提純課件25有機化合物的分離和提純課件26有機化合物的分離和提純課件271960年代，為了分離蛋白質(zhì)、核酸等不易汽化的大分子物質(zhì)，氣相色譜的理論和方法被重新引入經(jīng)典液相色譜。1960年代末科克蘭、哈伯、荷瓦斯、莆黑斯、里普斯克等人開發(fā)了世界上第一臺高效液相色譜儀，開啟了高效液相色譜的時代。高效液相色譜使用粒徑更細的固定相填充色譜柱，提高色譜柱的塔板數(shù)，以高壓驅(qū)動流動相，使得經(jīng)典液相色譜需要數(shù)日乃至數(shù)月完成的分離工作得以在幾個小時甚至幾十分鐘內(nèi)完成。

1971年科克蘭等人出版了《液相色譜的現(xiàn)代實踐》一書，標志著高效液相色譜法（HPLC）正式建立。在此后的時間里，高效液相色譜成為最為常用的分離和檢測手段，在有機化學、生物化學、醫(yī)學、藥物開發(fā)與檢測、化工、食品科學、環(huán)境監(jiān)測、商檢和法檢等方面都有廣泛的應用。高效液相色譜同時還極大的刺激了固定相材料、檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及色譜理論的發(fā)展。

高效液相色譜1960年代，為了分離蛋白質(zhì)、核酸等不易汽化的大分子物質(zhì)，氣28有機化合物的鑒別

分離和提純的目的都是由混合物得到純凈物，但要求不同，處理方法也不同。分離是將混合物中的各個組分一一分開。在分離過程中常常將混合物中的某一組分通過化學反應轉(zhuǎn)變成新的化合物，分離后還要將其還原為原來的化合物。提純有兩種情況，一是設法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需的化合物，另一種情況是把雜質(zhì)通過適當?shù)幕瘜W反應轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗庖环N化合物將其分離（分離后的化合物不必再還原）。鑒別是根據(jù)化合物的不同性質(zhì)來確定其含有什么官能團，是哪種化合物。如鑒別一組化合物，就是分別確定各是哪種化合物即可。

有機化合物的鑒別分離和提純的目的都是由混合物得29各類化合物的鑒別方法1.烯烴、二烯、炔烴：（1）溴的四氯化碳溶液，紅色腿去

（2）高錳酸鉀溶液，紫色腿去。2．含有炔氫的炔烴：

（1）硝酸銀，生成炔化銀白色沉淀:

（2）氯化亞銅的氨溶液，生成炔化亞銅紅色沉淀。;3．小環(huán)烴：三、四元脂環(huán)烴可使溴的四氯化碳溶液腿色4．鹵代烴：硝酸銀的醇溶液，生成鹵化銀沉淀；不同結(jié)構(gòu)的鹵代烴生成沉淀的速度不同，叔鹵代烴和烯丙式鹵代烴最快，仲鹵代烴次之，伯鹵代烴需加熱才出現(xiàn)沉淀。5．醇：

（1）與金屬鈉反應放出氫氣（鑒別6個碳原子以下的醇）；（2）用盧卡斯試劑鑒別伯、仲、叔醇，叔醇立刻變渾濁，仲醇放置后變渾濁，伯醇放置后也無變化各類化合物的鑒別方法1.烯烴、二烯、炔烴：306．酚或烯醇類化合物：（1）用三氯化鐵溶液產(chǎn)生顏色（苯酚產(chǎn)生蘭紫色）。（2）苯酚與溴水生成三溴苯酚白色沉淀。7．羰基化合物：（1）鑒別所有的醛酮：2，4-二硝基苯肼，產(chǎn)生黃色或橙紅色沉淀；

（2）區(qū)別醛與酮用托倫試劑，醛能生成銀鏡，而酮不能（3）區(qū)別芳香醛與脂肪醛或酮與脂肪醛，用斐林試劑，脂肪醛生成磚紅色沉淀，而酮和芳香醛不能；

（4）鑒別甲基醛酮和具有結(jié)構(gòu)的醇，用碘的氫氧化鈉溶液，生成黃色的碘仿沉淀。

8．甲酸：用托倫試劑，甲酸能生成銀鏡，而其他酸不能。6．酚或烯醇類化合物：319．胺：區(qū)別伯、仲、叔胺有兩種方法

（1）用苯磺酰氯或?qū)妆交酋Ｂ?，在NaOH溶液中反應，伯胺生成的產(chǎn)物溶于NaOH；仲胺生成的產(chǎn)物不溶于NaOH溶液；叔胺不發(fā)生反應（2）用NaNO2+HCl：

脂肪胺：伯胺放出氮氣，仲胺生成黃色油狀物，叔胺不反應。

芳香胺：伯胺生成重氮鹽，仲胺生成黃色油狀物，叔胺生成綠色固體。10．糖：

（1）單糖都能與托倫試劑和斐林試劑作用，產(chǎn)生銀鏡或磚紅色沉淀；

（2）葡萄糖與果糖：用溴水可區(qū)別葡萄糖與果糖，葡萄糖能使溴水褪色，而果糖不能。（3）麥芽糖與蔗糖：用托倫試劑或斐林試劑，麥芽糖可生成銀鏡或磚紅色沉淀，而蔗糖不能。11.醚溶于強酸9．胺：區(qū)別伯、仲、叔胺有兩種方法

（1）用苯磺酰氯或?qū)?2例題解析例1．用化學方法鑒別丁烷、1-丁炔、2-丁炔。分析：上面三種化合物中，丁烷為飽和烴，1-丁炔和2-丁炔為不飽和烴，用溴的四氯化碳溶液或高錳酸鉀溶液可區(qū)別飽和烴和不飽和烴，1-丁炔具有炔氫而2-丁炔沒有，可用硝酸銀或氯化亞銅的氨溶液鑒別。

例2．用化學方法鑒別氯芐、1-氯丙烷和2-氯丙烷

分析：上面三種化合物都是鹵代烴，是同一類化合物，都能與硝酸銀的醇溶液反應生成鹵化銀沉淀，但由于三種化合物的結(jié)構(gòu)不同，分別為芐基、二級、一級鹵代烴，它們在反應中的活性不同，因此，可根據(jù)其反應速度進行鑒別

例題解析例1．用化學方法鑒別丁烷、1-丁炔、2-丁炔。分析：33例3．用化學方法鑒別下列化合物:苯甲醛、丙醛、2-戊酮、3-戊酮、正丙醇、異丙醇、苯酚

分析：上面一組化合物中有醛、酮、醇、酚四類，醛和酮都是羰基化合物，因此，首先用鑒別羰基化合物的試劑將醛酮與醇酚區(qū)別，然后用托倫試劑區(qū)別醛與酮，用斐林試劑區(qū)別芳香醛與脂肪醛，用碘仿反應鑒別甲基酮；用三氯化鐵的顏色反應區(qū)別酚與醇，用碘仿反應鑒別可氧化成甲基酮的醇例3．用化學方法鑒別下列化合物:苯甲醛、丙醛、2-戊酮、3-34例4．用化學方法鑒別甲胺、二甲胺、三甲胺。分析：上面三種化合物都是脂肪胺，分別為伯、仲、叔胺。伯胺和仲胺在氫氧化鈉溶液存在下，能與苯磺酰氯發(fā)生反應，生成苯磺酰胺。伯胺反應后生成的苯磺酰胺，因其氮原子上還有一個氫原子，顯示弱酸性，能溶于氫氧化鈉而生成鹽；仲胺生成的苯磺酰胺中，其氮原子上