Purificación de disolventes comunes
Los reactivos de uso común de los proveedores de productos químicos solo son suficientes para reacciones químicas generales. Para garantizar el buen funcionamiento de algunas reacciones de síntesis orgánica, a menudo se requiere una purificación adicional de los reactivos. Un tratamiento común con disolventes es la destilación. Si los requisitos de la reacción son solo anhidros, se puede añadir al tubo del condensador, se puede llenar el tubo seco, el sello de aceite o la bola de nitrógeno, si necesita lograr condiciones anhidras y libres de oxígeno, el disolvente debe desoxigenarse. Generalmente bajo atmósfera de nitrógeno.
Purificación de disolventes de grado reactivo Los disolventes anhidros de grado reactivo suelen tener suficiente pureza, a veces sin destilación. Para garantizar una sequedad adecuada, se les pueden añadir tamices moleculares activados durante el almacenamiento. Para desoxidar un disolvente, se le puede introducir nitrógeno durante unos cinco minutos utilizando una jeringa o un tubo de vidrio. Purificación de disolventes generales La mayoría de los disolventes pueden hacerse suficientemente puros destilándolos del desecante en una atmósfera inerte.
1. Alcanos
Alcanos como el hexano, el pentano, etc. Lavar primero varias veces con ácido sulfúrico concentrado para eliminar las olefinas, lavar con agua, secar con CaCl2, secar con alambre de sodio o P2O5 si es necesario, y destilar. Almacenar en un frasco de reactivo tapado.
2. Hidrocarburos aromáticos
Por ejemplo, benceno, tolueno, xileno, etc. Secar con CaCl2, secar con sodio o P2O5 si es necesario, y destilar. Almacenar en frascos de reactivos tapados. 3.
3. Alcanos clorados
Como el diclorometano, el cloroformo, el tetracloruro de carbono, el dicloroetano, etc. Lavar para eliminar los alcoholes, etc. Lavar con agua para eliminar los alcoholes, etc., secar con CaCl2 y evaporar por reflujo en P2O5 o CaH2. Nunca seque con filamentos de sodio, o explotará. El almacenamiento a largo plazo debe realizarse en botellas herméticas y mantenerse en la oscuridad.
4. Éteres y furanos
Como el éter y el tetrahidrofurano. Muchos éteres, al entrar en contacto con el aire, forman lentamente peróxidos que no son volátiles y tienen una estructura desconocida. Los peróxidos se descomponen y explotan cuando se calientan. Por lo tanto, los éteres y furanos que se han almacenado durante mucho tiempo deben comprobarse para detectar la presencia de peróxidos antes de su uso, especialmente antes de la destilación. Método de prueba: 1 ml de solución de KI al 10 % que contenga una gota de indicador de almidón mezclado con 10 ml de solución de éter, si no hay cambio de color, entonces no hay peróxido. Alternativamente, pruebe con una solución de sulfato ferroso de amonio al 1 %, una solución de sulfato ferroso y una solución de tiocianuro de potasio. Si está presente, agregue una solución de FeSO4 al 5 % o bisulfito de sodio al éter y agite para descomponer el peróxido. Seque previamente con CaCl2 y evapore por reflujo en filamento de sodio o LiAlH4. Almacene en una botella hermética. Almacene en botellas herméticas y mantenga en un lugar fresco y oscuro.
Purificación de disolventes orgánicos de uso común: éter. Punto de ebullición 34,51 ℃, índice de refracción 1,3526, densidad relativa 0,71378. El éter común suele contener un 2 % de etanol y un 0,5 % de agua. El éter suele contener una pequeña cantidad de peróxido.
Prueba y eliminación de peróxidos: ponga 2-3 gotas de ácido sulfúrico concentrado, 1 ml de solución de yoduro de potasio al 2 % (si la solución de yoduro de potasio se ha oxidado con el aire, se puede utilizar solución de sulfito de sodio diluida hasta que desaparezca el color amarillo) y 1-2 gotas de solución de almidón, mezcle bien y añada el éter; la aparición de azul indica la presencia de peróxidos. Elimine el peróxido y utilícelo para preparar una nueva solución diluida de sulfato ferroso (el método de preparación es FeSO47H2O60g, 100 ml de agua y 6 ml de ácido sulfúrico concentrado). Lave 100 ml de éter y 10 ml de solución de sulfato ferroso recién preparada en un embudo de dosificación varias veces hasta que no quede peróxido.
Prueba y eliminación de alcoholes y agua: se colocó un poco de permanganato potásico en polvo y un grano de hidróxido de sodio en el éter. La presencia de alcohol se demuestra por la presencia de partículas marrones en la superficie del hidróxido de sodio cuando se deja reposar. La presencia de agua se comprueba con sulfato de cobre anhidro. La mayor parte del agua se elimina primero con cloruro de calcio anhidro y luego se seca con sodio metálico. El método es: 100 ml de éter en un matraz Erlenmeyer seco, añadir 20-25 g de cloruro de calcio anhidro, tapar la boca del frasco con un corcho bien cerrado, dejarlo más de un día y agitarlo de forma intermitente, y luego destilarlo para recoger fracciones de 33-37 ℃. Con una prensa de sodio, se presiona 1 g de sodio metálico directamente en filamentos de sodio colocados en una botella que contiene éter y se tapan con un corcho con un tubo de secado de cloruro de calcio. O se inserta un tubo de vidrio con el extremo introducido en un tubo capilar en el corcho, para evitar que la humedad penetre, pero también para permitir que escape el gas producido. Se puede utilizar hasta que no se produzcan burbujas; después de colocarlo, si la superficie del filamento de sodio se ha vuelto amarilla y rugosa, debe volver a vaporizarse y luego presionarse en el filamento de sodio.
Purificación de disolventes orgánicos de uso común: tetrahidrofurano (THF), punto de ebullición 67 ℃ (64,5 ℃), índice de refracción 1,4050, densidad relativa 0,8892.
El tetrahidrofurano es miscible con agua y a menudo contiene una pequeña cantidad de agua y peróxido. Si desea hacer tetrahidrofurano anhidro, puede utilizarse hidruro de litio y aluminio a reflujo en el aislamiento de la humedad (normalmente 1000 ml de unos 2 ~ 4 g de hidruro de litio y aluminio) para eliminar el agua y los peróxidos, y luego destilar, recoger fracciones a 66 °C (no destilar al vapor, la pequeña cantidad restante de líquido residual que se vierte). El líquido refinado se añade al filamento de sodio y debe almacenarse en una atmósfera de nitrógeno.
Al tratar el tetrahidrofurano, debe probarse en pequeñas cantidades y purificarse solo cuando se tenga la certeza de que solo contiene pequeñas cantidades de agua y peróxidos y de que la acción no es demasiado intensa. !!!!! Los peróxidos en el tetrahidrofurano pueden analizarse mediante una solución acidificada de yoduro de potasio. Si hay una gran cantidad de peróxido, es apropiado un tratamiento separado. Las grandes cantidades de peróxido pueden eliminarse ahora por reflujo con CuCl.
Purificación de disolventes orgánicos de uso común: dioxano Punto de ebullición 101,5 °C, punto de fusión 12 °C, índice de refracción 1,4424, densidad relativa 1,0336.
El dioxano puede mezclarse arbitrariamente con agua, a menudo contiene una pequeña cantidad de dietanol acetal y agua, el dioxano almacenado durante mucho tiempo puede contener peróxido (identificación y eliminación de la referencia al éter). Método de purificación del dioxano: en 500 ml de dioxano, añadir 8 ml de ácido clorhídrico concentrado y 50 ml de solución acuosa, reflujo de 6 a 10 h, en el proceso de reflujo, pasar lentamente nitrógeno para eliminar el acetaldehído generado. Después de enfriar, se añadió hidróxido de potasio sólido hasta que ya no se pudo disolver, se separó la capa acuosa y luego se secó con hidróxido de potasio sólido durante 24 h. Luego se filtró, se calentó y se sometió a reflujo en presencia de sodio metálico durante 8-12 h. Finalmente, se destiló en presencia de sodio metálico y se prensó en alambre de hambre para sellar y conservar. El 1,4-dioxano refinado debe protegerse del contacto con el aire.
5. Amidas
Como dimetilformamida, dimetilacetamida, HMPT. Añadir CaH2 y reflujo, evaporar a presión, de lo contrario se descompondrá fácilmente. Añadir tamices moleculares recién activados y almacenar en botella con fecha.
Purificación de disolventes orgánicos de uso común, N, N-dimetilformamida – DMF N, N-dimetilformamida Punto de ebullición 149 ~ 156 ℃, índice de refracción 1,430 5, densidad relativa 0,948 7. Líquido incoloro, y la mayoría de los disolventes orgánicos y el agua se pueden mezclar arbitrariamente, la solubilidad de los compuestos orgánicos e inorgánicos es buena.
La N,N-dimetilformamida contiene una pequeña cantidad de agua. Se produce cierta descomposición durante la destilación a presión atmosférica, dando lugar a dimetilamina y monóxido de carbono. La descomposición se acelera en presencia de ácidos o bases. Por lo tanto, se produce cierta descomposición cuando se añade hidróxido de potasio (sodio) sólido y se deja a temperatura ambiente durante varias horas. Por lo tanto, el sulfato de calcio, el sulfato de magnesio, el óxido de bario, el gel de sílice o el tamiz molecular se utilizan más comúnmente para secar el producto, que luego se destila a presión reducida para recoger la fracción de 76 °C/4800 Pa (36 mmHg). El cual, si contiene más agua, puede añadirse a su volumen 1/10 de benceno, a presión atmosférica y por debajo de 80 ℃ evaporar agua y benceno, y luego secar sulfato de magnesio anhidro u óxido de bario, y finalmente destilar por descompresión. La N,N-dimetilformamida purificada debe almacenarse lejos de la luz.
La presencia de aminas libres en la N,N-dimetilformamida, si las hay, puede comprobarse con 2,4-dinitrofluorobenceno para producir color.
6. Dimetilsulfóxido
Añadir CaH2 y remover durante la noche, luego fraccionar a presión reducida. Añadir tamices moleculares recién activados. Almacenar en viales y fechar.
7. Piridina
Puede ser KOH, NaOH, CaO, BaO o sodio, luego evaporar. Añadir tamices moleculares de 5Å recién activados. Almacenar bien cerrado y fechar.
Purificación de disolventes orgánicos de uso común – Piridina Punto de ebullición 115,5 °C, índice de refracción 1,509 5, densidad relativa 0,9819.
La piridina analíticamente pura contiene una pequeña cantidad de agua, puede utilizarse para experimentos generales. Si desea hacer piridina anhidra, la piridina puede calentarse a reflujo con hidróxido de potasio (sodio) y luego aislarse de la evaporación de la humedad. La piridina seca es muy absorbente y debe almacenarse en un recipiente con la boca sellada con parafina.
8. Etanol
Las principales impurezas son aceites heteroalcohólicos, aldehídos, alcoholes, cetonas y agua. Se puede purificar por reflujo con virutas de magnesio y yodo, y luego por reflujo con CaO y evaporación. Añadir tamices moleculares 3A recién activados y almacenar en viales.
Purificación de disolventes orgánicos comunes: etanol. Punto de ebullición 78,5 ℃, índice de refracción 1,3616, densidad relativa 0,7893.
Hay muchas formas de preparar etanol anhidro, y se eligen diferentes métodos según los diferentes requisitos de calidad del etanol anhidro.
Si se requiere etanol al 98 %-99 %, se pueden utilizar los siguientes métodos:
(1) el uso de benceno, agua y etanol para formar una mezcla azeotrópica baja de la naturaleza del benceno, benceno añadido al etanol, destilación fraccionada, a 64,9 ℃ cuando se evaporó el benceno, agua, mezcla de ebullición constante ternaria de etanol, exceso de benceno en la formación de una mezcla de ebullición constante binaria con etanol en el 68,3 se evaporó, y finalmente se evaporó el etanol. La industria utiliza principalmente este método.
(2) deshidratación con cal viva. En 100 ml de etanol al 95 %, añadir 20 g de cal viva en bloque fresca, refluir durante 3-5 h y, a continuación, destilar.
Si desea más del 99 % de etanol, puede utilizar los siguientes métodos:
(1) En 100 ml de etanol al 99 %, añada 7 g de sodio metálico, espere hasta que la reacción se complete, luego añada 27,5 g de ftalato de dietilo o 25 g de oxalato de dietilo, deje refluir durante 2-3 h y, a continuación, destile.
Aunque el sodio metálico puede actuar con agua en etanol para producir hidrógeno e hidróxido de sodio, el hidróxido de sodio y el etanol generados tienen una reacción de equilibrio, por lo que el uso de sodio metálico por sí solo no puede eliminar completamente el agua en etanol, debe añadirse a un exceso de ésteres de alto punto de ebullición, como el ftalato de dietilo, y el hidróxido de sodio generado para inhibir la reacción anterior, a fin de lograr el propósito de una mayor deshidratación.
(2) En 60 ml de etanol al 99 %, añadir 5 g de magnesio y 0,5 g de yodo, y cuando el magnesio se disuelva para generar alcohol magnésico, añadir 900 ml de etanol al 99 %, calentar a reflujo durante 5 h y destilar, con lo que se puede obtener etanol al 99,9 %.
Dado que el etanol tiene una higroscopicidad muy fuerte, en la operación la acción debe ser rápida, minimizar el número de transferencias para evitar la entrada de humedad en el aire y, al mismo tiempo, el instrumento utilizado debe secarse bien de antemano.
Nota: Al aplicar compuestos metálicos como agentes purificadores, el disolvente en el matraz de destilación debe mantenerse al menos a un cuarto del volumen durante la destilación, y nunca debe dejarse evaporar hasta secarse, ya que esto puede ser peligroso.