重结晶
重结晶是纯化固体有机化合物的最常用方法。它利用不同温度下的溶解度差异:化合物在热溶剂中溶解,冷却时结晶,而杂质保留在溶液中。
溶剂选择是最关键的步骤。理想溶剂:
- 热时溶解化合物但冷时不溶。
- 在所有温度下溶解杂质(或完全不溶——通过热过滤去除)。
- 不与化合物反应。
- 沸点低于化合物熔点。
- 易于从晶体中蒸发。
如果单一溶剂无效,使用混合溶剂系统:将化合物溶解在良溶剂中,然后逐滴加入不良溶剂直至溶液微浊,再加热澄清。冷却后诱导结晶。
操作:
- 将粗固体放入圆底烧瓶或锥形瓶中。
- 加入最少量的热溶剂刚好溶解固体。
- 如果存在不溶性杂质,进行热重力过滤。
- 让溶液缓慢冷却至室温,然后置于冰浴中。
- 如果无晶体形成,用少量先前批次的晶体接种或用玻璃棒刮擦瓶壁。
- 通过布氏漏斗真空过滤收集晶体。
- 用冷溶剂洗涤晶体。
- 风干或真空干燥晶体。
产率与纯度:重结晶通常回收 60–90% 的材料。纯度通过熔点和 TLC 评估。
液液萃取
液液萃取基于差异溶解度将溶质从一个液相转移到另一个液相。它是从有机反应混合物中去除副产物、未反应起始原料和无机盐的标准处理方法。
分配系数决定了化合物被萃取的效率。多次小体积萃取比一次大体积萃取更有效。
典型后处理:
- 将反应混合物转移到分液漏斗中。
- 加入不相溶的溶剂。
- 轻轻摇动并定期放气。
- 让各层完全分离。
- 排出下层并收集上层。
- 重复萃取 2–3 次。
- 合并有机层,用盐水洗涤以去除残留水分。
- 用无水 Na₂SO₄ 或 MgSO₄ 干燥,过滤并蒸发。
酸碱萃取:一种精细方法,可分离酸性、碱性和中性化合物。用稀 HCl 萃取有机层以使碱性化合物质子化并将其去除,然后用稀 NaOH 或 NaHCO₃ 使酸性化合物去质子化并去除。中性化合物在整个过程中保留在有机层中。