现代有机制备分离技术分析优秀PPT.ppt
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1、现代有机制备分别技术现代有机制备分别技术Separationtechniqueinorganicpreparation绪绪论论一、一、学习有机制备分别技术的重要性学习有机制备分别技术的重要性二、有机制备分别技术包括的内二、有机制备分别技术包括的内容容一、一、学习有机制备分别技术的重要性学习有机制备分别技术的重要性1有机制备分别技术:有机制备分别技术:有有关关有有机机化化合合物物的的制制备备过过程程中中,产产物物的的分分别别与纯化技术。与纯化技术。经经过过化化学学反反应应所所合合成成的的有有机机化化合合物物,一一般般总总是是与与很很多多其其它它物物质质(包包括括反反应应原原料料、副副产产物物、溶
2、溶剂剂等等)共共存存于于反反应应体体系系中中,因因此此在在有有机机制制备备中中,常须要从困难的混合物中分别出所要的产品。常须要从困难的混合物中分别出所要的产品。2学习有机制备分别技术的重要性学习有机制备分别技术的重要性有有机机制制备备分分别别是是有有机机试试验验的的主主要要组组成成部部分分,是是对对有有机机理理论论的的验验证证过过程程。学学习习有有机机制制备备分分别别技技术是培育与提高试验技能的重要内容。术是培育与提高试验技能的重要内容。随随着着近近代代有有机机合合成成的的发发展展,分分别别提提纯纯技技术术将将越越来来越越显显示示它它的的重重要要性性。对对于于药药学学和和化化学学工工作作者者来
3、来说说,具具有有娴娴熟熟的的分分别别和和纯纯化化的的操操作作技技术术,是是进进行药物探讨和化学探讨的重要前提。行药物探讨和化学探讨的重要前提。二、有机制备分别技术包括的内容二、有机制备分别技术包括的内容l上篇经典有机制备分别与纯化试验技术上篇经典有机制备分别与纯化试验技术l第第一一节节.结结晶晶与与重重结结晶晶 (Crystallization/(Crystallization/Recrystallization)Recrystallization)l其其次次节节.蒸蒸馏馏与与减减压压蒸蒸馏馏 (Distillation/(Distillation/Vacuum Distillation)Va
4、cuum Distillation)l第三节第三节.分馏分馏(Fractionation)(Fractionation)l第第 四四 节节.水水 蒸蒸 气气 蒸蒸 馏馏 (Water(Water Vapor Vapor Distillation)Distillation)l第五节第五节.萃取萃取(Extraction)(Extraction)l第六节第六节.升华升华(Sublimation)(Sublimation)下篇下篇.色谱制备分别技术色谱制备分别技术第一章.色谱分别技术概论其次章制备薄层技术一.一般制备薄层(1)吸附剂(2)薄层板的制备(3)绽开剂的选择(4)上样与绽开(5)检测方法(
5、6)定性、定量与制备二.制备型加压压薄层层析(Preparativeon-lineover-pressureLayerchromatography)三.离心薄层层析(CentrifugalTLC)第三章第三章.常压柱色谱分别技术常压柱色谱分别技术l(1)层析柱的制备l(2)固定相(3)样品的制备与上样l(4)洗脱与分别第四章第四章第四章第四章干柱液相色谱分别技术干柱液相色谱分别技术干柱液相色谱分别技术干柱液相色谱分别技术l1.干柱液相色谱l(Drycolumnchromatography)l2.高辨别制备型组件l(Preparativehighresolutionsegment)l3.洗脱式干
6、柱液相色谱第四章减压柱色谱制备分别技术l1.真空液相柱层析l(VacuumLiquidChromatographyVLC)l2.减压干柱快速柱层析l(DryFlashColumnChromatography)l3.减压半干柱快速柱层析l(Semi-dryFlashColumnChromatography)第六章第六章加压柱色谱分别技术加压柱色谱分别技术一.快速柱层析l(Flashcolumnchromatography)l二.低压液相色谱(LPLC)l三.中压液相色谱(MPLC)l四.制备高压液相色谱(HPLC)l五.超临界流体色谱(SFC)l第七章.制备气相色谱l第八章.逆流色谱制备分别技术
7、l第九章.大分子色谱制备分别l1分子排阻色谱(分子筛)l2离子交换色谱l3亲和色谱分别l4离子对反相色谱l第十章.手性分子制备分别上篇经典有机制备分别与纯化技术上篇经典有机制备分别与纯化技术第一节第一节结晶与重结结晶与重结CrystallizationandRecrystallization其次节其次节蒸馏与减压蒸馏蒸馏与减压蒸馏DistillationandVacuumDistillation第三节第三节分馏分馏Fractionation第四节第四节水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏Water-steamDistillation第五节第五节萃取萃取Extraction第一节第一节结晶与重结晶结晶与重结晶l
8、一、结晶的形成过程一、结晶的形成过程l二、结晶法的基本原理二、结晶法的基本原理l三、固体溶解度与溶剂的选择三、固体溶解度与溶剂的选择l四、结晶与重结晶的方法四、结晶与重结晶的方法l五、脱色五、脱色l六,混合溶剂结晶法六,混合溶剂结晶法l七,小量及微量物质结晶七,小量及微量物质结晶l八过滤基本操作八过滤基本操作l一、结晶的形成过程一、结晶的形成过程l1.定义定义l结结晶晶是是物物质质的的晶晶态态的的形形式式从从溶溶液液中中析析出出的的过过程程。结结晶晶是是纯纯化化固固体体有有机机化化合合物物的的重重要要方方法法,它它是是利利用用混混合合物物中中各各成成分分在在某某种种溶溶剂剂中中或或某某种种混混
9、合合溶溶剂剂中中的的溶溶解解度度不不同同使使其其相相互互分分别别形形成成结结晶的过程。晶的过程。l重重结结晶晶由由于于初初次次结结晶晶或或多多或或少少总总会会有有少少量量杂杂质质(光光谱谱分分析析、熔熔点点测测定定),因因此此需需反反复复结结晶晶,这这一一过过程程叫叫做做重重结结晶晶。通通过过蒸蒸馏馏或或减减压压蒸蒸馏馏以以及色谱分别所得固体,一般都须要重结晶。及色谱分别所得固体,一般都须要重结晶。l2.晶体的形成过程晶体的形成过程l晶晶体体的的形形成成过过程程是是一一个个可可逆逆过过程程,最最初初先先形形成成一一粒粒晶晶种种,这这个个晶晶种种从从溶溶液液中中选选择择恰恰当当得得分分子子,依依
10、据据确确定定的的晶晶格格排排列列而而渐渐渐渐一一层层层层长长大大,形成具有确定几何形态的晶体。形成具有确定几何形态的晶体。l假假如如这这个个过过程程进进行行的的较较快快,没没有有什什么么选选择择,就就会会得得沉沉淀淀。假假如如这这个个过过程程进进行行的的相相对对较较慢慢,有有确确定定选选择择性性,则则生生成成结结晶晶。因因此此在在进进行行固固体体重重结结晶晶纯纯化化时时,不不应应使使过过程程进进行行得得太太快快,但但也也不宜进行的太慢。不宜进行的太慢。l3.应避开两种主要操作错误应避开两种主要操作错误l(1)将溶液冷却过快将溶液冷却过快l(2)突然向溶液中加入极性相反得溶剂)突然向溶液中加入极
11、性相反得溶剂l二、结晶法的基本原理二、结晶法的基本原理l依依据据要要纯纯化化的的固固体体物物质质与与所所含含杂杂质质在在同同一一溶溶剂剂中中溶溶解解度度不不同同,结结晶晶析析出出而而得得到到纯化。纯化。l若若所所选选择择溶溶剂剂只只融融解解被被纯纯化化物物质质,不不溶溶解解杂杂质质,那那末末通通过过过过滤滤后后,进进行行结结晶晶,可可以以很很简简洁洁将将样样品品纯纯化化,也也很很简简洁洁理理解解。但但是是,事事实实上上并并没没有有或或很很少少有有这这样样志志向向的的溶溶剂剂,即即溶溶剂剂往往往往对对欲欲纯纯化化物物质质和和杂杂质质都都能能溶溶解解,但但只只要要杂杂质质在在总总固固体体中中占占很
12、很小小一一部分,即可以用结晶法予以纯化。部分,即可以用结晶法予以纯化。如设物质A及其杂质B,二者在室温下溶解度均为1克/100毫升溶剂,在100时二者均为10克/100毫升溶剂.若有一不纯的样品A,其中含10克A和2克B,当加入100毫升溶剂,室温下都不会溶解。当加热到100时,二者全都溶解,冷到室温时,9克A和1克B析出,1克A和1克B留在母液中。接着用100溶剂进行重结晶,冷至室温,只有8克A析出,1克A和1克B留在母液中,最终得8克纯A,但损失2克。这一结果说明利用结晶法是可以分别纯化含少量杂质得样品,但结晶的方法是奢侈的,而且这种奢侈是不行避开的。当然假如杂质在溶液中更易溶,含量较少的
13、话,可削减损失。l值得留意的是:值得留意的是:l上上述述状状况况用用结结晶晶法法可可以以取取得得成成功功分分别别的的缘缘由由是是A的的含含量量大大于于B的的含含量量。若若A、B二二物物质质为为50的的混混合合物物,即即使使选选择择较较好好的的溶溶剂剂,损损失失量量是是很很大大的的,分分别别效效果果差差,几几乎乎无无法法分分别别。这这就就是是为为什什么么有有时时重重结结晶多次仍不能得到纯品的缘由。晶多次仍不能得到纯品的缘由。l在在上上述述状状况况下下,可可以以考考虑虑用用其其他他分分别别方法,如色谱分别法等。方法,如色谱分别法等。三、固体溶解度与溶剂的选择三、固体溶解度与溶剂的选择固体溶解度与溶
14、剂的选择是影响结晶法分别纯化的一个主要因素。1.溶解度:志向的状况应当是,被纯化物质在室温时微溶于所选溶剂,而在较高温度时却相当易溶。低温顺高温溶解度都较低的溶剂或低温高温下溶解度都较大的溶剂,均不适于结晶用。只有在溶解度斜率较大的溶剂,才适合于结晶用。图1固体溶解度曲线l2.溶剂选择:进行结晶操作时的首要问题是选溶剂选择:进行结晶操作时的首要问题是选择一种溶剂,使待纯化样品具有我们所希望的择一种溶剂,使待纯化样品具有我们所希望的溶解度性质。溶解度性质。l(1)志向的溶剂应符合下列条件:)志向的溶剂应符合下列条件:lA稳定稳定该溶剂不与予纯化的物质发生化学该溶剂不与予纯化的物质发生化学反应。如
15、脂肪族卤代烃类,不宜用作碱性化合反应。如脂肪族卤代烃类,不宜用作碱性化合物重结晶溶剂,易发生亲核取代反应;醇类不物重结晶溶剂,易发生亲核取代反应;醇类不宜作为脂类重结晶的溶剂(酯交换反应),也宜作为脂类重结晶的溶剂(酯交换反应),也不宜作氨基酸盐酸盐重结晶的溶剂(亲核取代不宜作氨基酸盐酸盐重结晶的溶剂(亲核取代氨解反应氨解反应)。lB溶解度曲线有较大斜率溶解度曲线有较大斜率l对样品热时有较大溶解度,低温或室温时对样品热时有较大溶解度,低温或室温时有较小溶解度有较小溶解度lC对杂质有更大溶解度。能把杂质溶解而对杂质有更大溶解度。能把杂质溶解而留在母液中。或对杂质有更小溶解度,很少溶留在母液中。或
16、对杂质有更小溶解度,很少溶于热溶剂中。于热溶剂中。llD沸点不宜太高沸点不宜太高l沸点高,溶剂附着于晶体表面不易除尽。沸点高,溶剂附着于晶体表面不易除尽。l另另外外,沸沸点点太太高高的的溶溶剂剂,固固体体在在溶溶剂剂中中熔熔融融而而不不是是溶溶解解,这这种种液液体体在在冷冷却却时时不不会会析析出出,而而是是形形成成一一种种过过冷冷的的液液体体或或过过冷冷的的油油。即即使使温温度度充充分分降降低低,这这种种油油将将会会固固化化,而而不不成成结结晶晶,呈呈无无定定型型的的固固体体或或硬硬化化物物,而而得得不不到到纯纯化化。在在试试验验中中遇遇到到油油状状物物是是极极难难打打交交道道的的,必需试图更
17、换溶剂,把他们再溶解,得到结晶。必需试图更换溶剂,把他们再溶解,得到结晶。l(2)溶剂选择方法)溶剂选择方法lA通通常常人人们们将将少少许许待待纯纯化化样样品品用用多多种种溶溶剂剂进进行行试试验验,借借以以选选出出一一个个供供结结晶晶所所用用的的合合适适的的溶溶剂剂。一一般般在在试试管管规规模模进进行行试试验验即即可可。进进行行样样品品纯纯化化前前,进进行行这这种种尝尝试试是是必必要要的的,以以免免溶溶剂剂的的奢侈和操作的麻烦奢侈和操作的麻烦.l具具体体操操作作:如如将将0.1g的的粉粉末末状状试试样样置置于于小小试试管管内内,用用滴滴管管逐逐滴滴加加入入溶溶剂剂,同同时时不不断断振振摇摇试试
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