有机物的分离与提纯.pptx

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1、 在工厂、实验室中一般需要完成对有机化合物的在工厂、实验室中一般需要完成对有机化合物的鉴定和对原料、中间体及产品主要成分的测定等工作。鉴定和对原料、中间体及产品主要成分的测定等工作。但这些工作往往需要化学分析和仪器分析法相结合来但这些工作往往需要化学分析和仪器分析法相结合来进行的。进行的。由于采用仪器分析来测定样品的结构时，样品必由于采用仪器分析来测定样品的结构时，样品必须是须是纯样纯样，这就有一个对样品进行，这就有一个对样品进行分离提纯分离提纯的问题。的问题。第1页/共64页 2.观察其样品的物理状态。观察其样品的物理状态。对于液体样品，观察其是否分层，是否有悬浮物或沉对于液体样品，观察其是

2、否分层，是否有悬浮物或沉淀物，有何气味和颜色。淀物，有何气味和颜色。对固体样品，应采用显微镜观察混合物的晶型，是否对固体样品，应采用显微镜观察混合物的晶型，是否有颜色差异，并嗅其气味。有颜色差异，并嗅其气味。1.了解样品的来源、用途。了解样品的来源、用途。一、混合物分离的一般程序一、混合物分离的一般程序第2页/共64页 有一未知液体，有愉快香味，溶于水、乙醚；灼烧火焰亮黄色；沸点有一未知液体，有愉快香味，溶于水、乙醚；灼烧火焰亮黄色；沸点有一未知液体，有愉快香味，溶于水、乙醚；灼烧火焰亮黄色；沸点有一未知液体，有愉快香味，溶于水、乙醚；灼烧火焰亮黄色；沸点5555555556 556 556

3、556 5，与，与，与，与2 2 2 2，4 4 4 4二硝基苯肼生成黄色沉淀。其沉淀经过滤、干燥，测熔点为二硝基苯肼生成黄色沉淀。其沉淀经过滤、干燥，测熔点为二硝基苯肼生成黄色沉淀。其沉淀经过滤、干燥，测熔点为二硝基苯肼生成黄色沉淀。其沉淀经过滤、干燥，测熔点为148 148 148 148，试确定此化，试确定此化，试确定此化，试确定此化合物。合物。合物。合物。分析：分析：分析：分析：溶于水、乙醚溶于水、乙醚溶于水、乙醚溶于水、乙醚 ，是，是，是，是 低分子极性化合物。低分子极性化合物。低分子极性化合物。低分子极性化合物。火焰亮黄色火焰亮黄色火焰亮黄色火焰亮黄色 ，含有氧元素。含有氧元素。含

4、有氧元素。含有氧元素。实实 例例 1第3页/共64页具有香味具有香味 ，是低分子醇醛酮（非酯类化合物，酯，是低分子醇醛酮（非酯类化合物，酯类化合物不溶于水）。类化合物不溶于水）。能与能与2 2，4 4二硝基苯肼生成黄色沉淀，是二硝基苯肼生成黄色沉淀，是 醛或酮。醛或酮。沸点沸点555556 5 56 5 查文献，与丙酮沸点接近。而丙酮的查文献，与丙酮沸点接近。而丙酮的2 2，4 4二硝二硝基苯肼衍生物熔点基苯肼衍生物熔点148148149 149。故该化合物是丙酮。故该化合物是丙酮。第4页/共64页 4.液体混合物的含水试验。液体混合物的含水试验。3.灼烧实验。灼烧实验。有无气体；有无气体；火

5、焰颜色及是否有烟；火焰颜色及是否有烟；有无残渣残留有无残渣残留一、混合物分离的一般程序一、混合物分离的一般程序5.液体混合物的挥发性试验液体混合物的挥发性试验6.溶解性试验（对固体混合物尤为重要）溶解性试验（对固体混合物尤为重要）用于检验混合物溶解性的试剂：水、乙醚、5%盐酸溶液和5%氢氧化钠溶液第5页/共64页 8.官能团的检测。官能团的检测。用高锰酸钾试验（不饱和度及氧化性）用高锰酸钾试验（不饱和度及氧化性）2，4-二硝基苯肼实验（醛酮的鉴别）二硝基苯肼实验（醛酮的鉴别）三氯化铁溶液试验（显色反应）三氯化铁溶液试验（显色反应）饱和溴水溶液试验饱和溴水溶液试验7.元素定性分析。元素定性分析。

6、对于无水样品可采用钠熔法试验，鉴定氮、硫及卤素；对于无水样品可采用钠熔法试验，鉴定氮、硫及卤素；对于水溶液可直接检验硫酸根和卤离子对于水溶液可直接检验硫酸根和卤离子第6页/共64页归纳总结：归纳总结：对于液体混合物，最重要的是挥发性试验和溶解性试验；对于液体混合物，最重要的是挥发性试验和溶解性试验；对于固体混合物，最重要的是溶解性试验。对于固体混合物，最重要的是溶解性试验。第7页/共64页分离和提纯物质时要注意:(2)方法：方法：杂转纯、杂变沉、化为气、溶剂分杂转纯、杂变沉、化为气、溶剂分(1)原则：原则：不增、不减、易分、复原不增、不减、易分、复原二、混合物的分离的常用方法二、混合物的分离的

7、常用方法主要有物理方法，也有化学方法。主要有物理方法，也有化学方法。第8页/共64页分离和提纯有什么不同？分离和提纯有什么不同？分离 是通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开，每一组分都要保留下来，且不能使原有各每一组分都要保留下来，且不能使原有各组分的结构发生变化。组分的结构发生变化。提纯 指保留混合物中的某一主要组分，把指保留混合物中的某一主要组分，把其余杂质通过一定方法都除去。其余杂质通过一定方法都除去。第9页/共64页？你知道吗你知道吗回顾一下，你学过哪些有关混合物的分离回顾一下，你学过哪些有关混合物的分离的方法？如何应用这些方法分离混合物？的方法？如何应用这些方法分离混合物？原理：

8、原理：利用组分的溶解性差异，将液体和不溶利用组分的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来。于液体的固体分离开来。、过滤、过滤实验用品：实验用品：漏斗、滤纸、铁架台（铁圈）、烧杯、漏斗、滤纸、铁架台（铁圈）、烧杯、玻璃棒。玻璃棒。（图（图1）第10页/共64页注意：注意：一贴、一贴、二低、二低、三靠三靠.（图（图1）一贴:滤纸紧贴漏斗壁。二低:滤纸上沿低于漏斗口,溶液液面低于滤纸上沿。三靠:漏斗颈下端紧靠承接滤液的烧杯的内壁,引流的玻璃棒下端轻靠滤纸三层一侧;盛待过滤的烧杯的嘴部靠在玻璃棒的中下部。第11页/共64页、蒸发、蒸发原理：原理：利用加热的方法，使溶液中溶利用加热的方法，使溶液中

9、溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程。程。实验用品：实验用品：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（铁圈）铁架台（铁圈）操作注意事项：操作注意事项：、蒸发皿中的液体不能超过其容积的、蒸发皿中的液体不能超过其容积的2/3。、当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干。、当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干。、蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，、蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高而使液体飞溅。防止局部温度过高而使液体飞溅。、不能把热的蒸发皿直接放在实验台上，应垫、不能把热的蒸发皿直接放在实验台上，应垫上石棉网。上石棉网。第12页/共64页

10、混合物的性质与分离方法之间有什么关系混合物的性质与分离方法之间有什么关系？结论：不同的分离方法都有一定的适用范围，要根据不同混合物的性质来选择合适的分离方法进行分离。练习：除去括号内的杂质：（方法）(1)氯化钠溶液（难溶固体小颗粒）(2)氯化钠（碳酸钙）(3)氯化钠（硫酸钠、碳酸钙）第13页/共64页 结晶是分离和提纯固体混合物的一种结晶是分离和提纯固体混合物的一种方法。它适用于方法。它适用于可溶性物质的混合物，且可溶性物质的混合物，且混合物中一种物质的溶解度受温度影响变混合物中一种物质的溶解度受温度影响变化较大，化较大，而另一种物质溶解度受温度影响而另一种物质溶解度受温度影响变化不大的混合物

11、的分离和提纯。变化不大的混合物的分离和提纯。3.结晶或重结晶：结晶或重结晶：第18页/共64页萃取萃取利用溶质在溶剂中溶解度的不同，利用溶质在溶剂中溶解度的不同，用一种溶剂把易溶组分从原来溶液中提取出来的方用一种溶剂把易溶组分从原来溶液中提取出来的方法法萃取剂的选择条件萃取剂的选择条件：1、萃取剂与原溶剂不混溶、不反应、萃取剂与原溶剂不混溶、不反应2、溶质在萃取剂中有较大的溶解度、溶质在萃取剂中有较大的溶解度3、溶质不与萃取剂发生任何反应、溶质不与萃取剂发生任何反应第21页/共64页分液：分离互不相溶的液体操作注意：充分振荡，适当放气，充分静止，然后分液；分液时保持漏斗内与大气压一致；下层溶液

12、下口出，上层溶液上口出。第22页/共64页分分液液第23页/共64页利用各组分沸点不同，将液态混合物利用各组分沸点不同，将液态混合物分离和提纯的方法分离和提纯的方法蒸馏蒸馏投放沸石或瓷片温度计水银球处于支管口处水，下入上出操作注意：操作注意：、加入碎瓷片、加入碎瓷片、水银球的位置、水银球的位置、全程严格控制好温度、全程严格控制好温度酒精和水的混合物能否用蒸馏分离？先蒸馏出来的是什么？酒精和水的混合物能否用蒸馏分离？先蒸馏出来的是什么？用蒸馏原理进行多种混合液体的分离用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫叫分馏分馏 溶液体积不超过烧瓶体积1/2第25页/共64页利用各组分沸点不同，将液态混合物利用

13、各组分沸点不同，将液态混合物分离和提纯的方法分离和提纯的方法蒸馏蒸馏蒸馏常采用哪些方法？蒸馏常采用哪些方法？普通蒸馏（水浴蒸馏）普通蒸馏（水浴蒸馏）对于沸点低于对于沸点低于100且两有机组分的沸点相差大于且两有机组分的沸点相差大于30 且无共沸现象，可且无共沸现象，可采用分馏或普通蒸馏将其中易挥发组分蒸出。采用分馏或普通蒸馏将其中易挥发组分蒸出。实例：乙醚萃取苯乙酮的萃取液的分离。实例：乙醚萃取苯乙酮的萃取液的分离。第26页/共64页分离和提分离和提纯的纯的方法方法分离的物质分离的物质应注意的事项应注意的事项应用举例应用举例过滤过滤用于固液混合的分离用于固液混合的分离一贴、二低、三靠一贴、二低

14、、三靠如粗盐的如粗盐的提纯提纯蒸馏蒸馏提纯或分离沸点不同提纯或分离沸点不同的液体混合物的液体混合物防止液体暴沸，温度计防止液体暴沸，温度计水银球的位置，如石水银球的位置，如石油的蒸馏中冷凝管中油的蒸馏中冷凝管中水的流向水的流向如石油的如石油的蒸馏蒸馏萃取萃取 利用溶质在互不相利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶度不同，用一种溶剂把溶质从它与另剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的一种溶剂所组成的溶液中提取出来的溶液中提取出来的方法方法选择的萃取剂应符合下选择的萃取剂应符合下列要求：和原溶液中列要求：和原溶液中的溶剂互不相溶；对的溶剂互不相溶；对溶质的溶解度要远大溶质的溶解

15、度要远大于原溶剂于原溶剂用四氯化用四氯化碳萃取碳萃取溴水里溴水里的溴、的溴、碘碘第27页/共64页分液分液分离互不相溶分离互不相溶的液体的液体打开上端活塞或使活打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上塞上的凹槽与漏斗上的水孔，使漏斗内外的水孔，使漏斗内外空气相通。打开活塞，空气相通。打开活塞，使下层液体慢慢流出，使下层液体慢慢流出，及时关闭活塞，上层及时关闭活塞，上层液体由上端倒出液体由上端倒出如用四氯化碳如用四氯化碳萃取溴水里的萃取溴水里的溴、碘后再分溴、碘后再分液液蒸发蒸发和结和结晶晶用来分离和提用来分离和提纯几种可溶性纯几种可溶性固体的混合物固体的混合物加热蒸发皿使溶液蒸加热蒸发皿使溶液蒸发

16、时，要用玻璃棒不发时，要用玻璃棒不断搅动溶液；当蒸发断搅动溶液；当蒸发皿中出现较多的固体皿中出现较多的固体时，即停止加热时，即停止加热分离分离NaCl和和KNO3混合物混合物苯甲酸的提纯苯甲酸的提纯第28页/共64页第二节色谱法第二节色谱法 色谱法（又称层析法），是一种物理的分离方法。色谱法总有两个相，一色谱法（又称层析法），是一种物理的分离方法。色谱法总有两个相，一个固定相和一个流动相，因为流动相的流动以及各成分在两相中的性质的差别个固定相和一个流动相，因为流动相的流动以及各成分在两相中的性质的差别而得到分离。而得到分离。薄层色谱法和纸色普法，是色谱法中应用最普遍的方法，其特点：分离速薄层色

17、谱法和纸色普法，是色谱法中应用最普遍的方法，其特点：分离速度快、效率高、适用性强、操作简便。度快、效率高、适用性强、操作简便。在植物成分研究、生物化学、药物化学、卫生化学、毒物检验中广泛用来在植物成分研究、生物化学、药物化学、卫生化学、毒物检验中广泛用来分离、精制和鉴定化学物质等。分离、精制和鉴定化学物质等。第29页/共64页色层分析法总是由一种流动相，带着被分离的物质，流经固定相。从而使试样中的各组份分离。第30页/共64页流动相固定相色层分析法分类气体气体固体液体液体液体固体液体第31页/共64页按层析的机理分为：吸附层析、分配层析、离子交换层析和凝胶层析。按分离的操作形式不同可分为：柱层

18、析法、纸层析法和薄层层析法。本节重点介绍纸层析法和薄层层析法。第32页/共64页(一)基本原理 纸上层析的操作是在一张滤纸(层析纸)上，一端点上欲分离的试液，然后把层析纸悬挂于层析筒内，如图4-2所示。使展开剂(流动相)从试液斑点一端，通过毛细管虹吸作用，慢慢沿着纸条流向另一端，从而使试样中的混合物得到分离。如果欲分离物质是有色的，在纸上可以看到各组份的色斑；如为无色物质，可用其它物理的或化学的方法使它们显出斑点来。一、纸层色谱法一、纸层色谱法第33页/共64页 纸上层析是一种分配层析，以滤纸作为支持纸上层析是一种分配层析，以滤纸作为支持剂，滤纸纤维素吸附着的水分为固定相。试样经剂，滤纸纤维素

19、吸附着的水分为固定相。试样经层析后，常用比移值层析后，常用比移值RfRf来表示各组份在层析谱中来表示各组份在层析谱中的位置。的位置。第34页/共64页Rf=01之间。Rf值最大等于1，即该组份随展开剂上升至溶剂前缘，表示溶质不进入固定相。Rf值最小等于0，即该组份不随展开剂移动，仍在原点位置。第35页/共64页(二)层析条件的选择1层析纸的选择和处理(1)要求滤纸质地均匀。(2)滤纸要纯净，；不含影响展开效果的杂质；也不应与所用显色剂起作用。(3)滤纸对溶剂的渗透速度适宜第36页/共64页2，展开剂的选择(1)溶剂系统与被分离物质之间不应起化学反应。(2)物质在溶剂系统中的分配系数最好不受或少

20、受温度变化的影响，并在两相中的分配能迅速达到平衡。这样易于得到圆形斑点。(3)挥发性较好，使滤纸在展开后易于干燥。(4)被分离物质在该溶剂系统中Rf值应在0.10.85之间。两个被分离物质的Rf值之差应大于0.05。第37页/共64页一般不使用单一有机溶剂作展开剂，多采用水饱和的一种或几种有机溶剂作展开剂。纸层析条件的选择最终还必须通过实践来决定。第38页/共64页(三)操作方法纸上层析法的过程，主要有五个步骤：1点样将试样溶于乙醇、丙酮、氯仿等易挥发的溶剂中，配成一定浓度的试液。若为液体试样，一般可直接点样。第39页/共64页2展开按层析纸的大小、形状，选用合适密闭容器。图4-4为层析装置第

21、40页/共64页3显色展层后，取出层析纸，画好溶剂前缘标记。有些物质可以在紫外光下观察荧光或紫外吸收斑点,则不必使用显色剂。第41页/共64页4定性分析在一定的操作条件下，每种物质都有一定的Rf值，测量Rf值与手册对照。5定量分析(1)剪洗法：(2)标准系列法：(3)直接比色：第42页/共64页二、薄层层析法二、薄层层析法又称薄板层析法，把吸附剂均匀地铺在一块玻璃板或塑料板上形成薄层，在此薄层上进行色层分离，故称为薄层层析。因为层析是在薄层吸附剂上进行，所以也称为吸附薄层层析法。第43页/共64页优点：(1)快速、展开时间短。(2)分离能力强：斑点小而清晰。(3)灵敏度高：能检出几微克至几十微

22、克的物质，比纸层析灵敏10100倍。(4)显色方便，能直接喷洒腐蚀性的显色剂，如浓硫酸等。可以高温灼烧。(5)应用面广：可用于微量成分的分析，也可作制备层析。第44页/共64页(二)层析条件的选择吸附剂和展开剂的选择是薄层层析分离能否获得成功的关键。必须根据欲分离物质的性质适当的选择使用。1吸附剂的选择吸附剂一般应为粒度均匀的细小颗粒；具有较大的表面积和一定的吸附能力，与被分离物和展开剂不起化学反应，也不溶于展开剂中。第45页/共64页2常用的吸附剂(1)氧化铝：(2)硅胶：另外，还有硅藻土(硅藻土G、硅藻土GF254)、聚酰胺、纤维素等。第46页/共64页3展开剂的选择薄层层析所用展开剂主要

23、是低沸点的有机溶剂，一般使用23种组分的多元溶剂系统。在选择展开剂时，应根据展开剂的极性、被测物的极性及吸附剂的活性三个方面来考虑。三角图形法可作为一个初步估计的方法。见图4-7。第47页/共64页第48页/共64页通过试验选择展开剂，常用下面两种方法：(1)微量圆环法（见图4-8）；(2)载玻片法。第49页/共64页(三)操作方法薄层层析法的过程，主要有六个步骤：1、制薄层板(1)软板的制备：(2)硬板的制备：涂板方法:倾注法；刮层法；涂铺器铺层法。（3）活化：涂好的薄层板要进行活化。第50页/共64页表4-6 湿法制板方法及活化条件薄层的类别吸附剂：水的用量活 化硅胶G硅胶G氧化铝G硅藻土

24、G1:2或1:31:2(用0.7%CMC溶液)1:131:2110130 1h110 30min80 30min110 30min第51页/共64页2点样将试样用适当的溶剂(般用乙醇、丙酮、氯仿等，不宜用水)溶解，制成0.51的试液。点样量要根据薄层厚度、试样和吸附剂性质、显色剂的灵敏度以及定量测定的方法等，通过试验来确定。第52页/共64页3展开和纸层析相似，薄层层析在密闭的层析缸中，用上行法、下行法或近水平法展开。第53页/共64页4显色常用的显色方法有三类，在紫外光下观察、以蒸气熏蒸显色、以及喷以各种显色剂。第54页/共64页5定性分析显色后可以根据各个斑点在薄层上的位置计算出Rf值，然

25、后与文献记载的Rf值比较以鉴定物质。但是薄层层析Rf值的影响因素很多，重现性较差，文献上查到的Rf值只能供参考。第55页/共64页6定量分析（1）目视比较半定量法：（2）洗脱法第56页/共64页薄层层析的定量测定 展开后，薄层分离所得斑点中化合物可进一步定量，其测定方法可分为两大类：一类为洗脱测定法，将所需测定的斑点中的组分用适当溶剂洗脱，再选用适当方法定量；另一类为直接测定法，色谱分离后，直接用肉眼观察比较或用仪器扫描斑点而测定其含量。第57页/共64页1 洗脱测定法 1 斑点的定位2 斑点的洗脱:用吸集器将斑点位置的吸附吸下，然后用洗脱溶剂洗脱。3 测定(1)紫外分光光度法：洗脱液调整至一

26、定体积，在此化合物最大吸收波长处测定。同时把样品斑点相应位置薄层吸附剂同样取下做空白对照第58页/共64页(2)比色法：选择灵敏度高、专属性好的比色反应测定化合物含量，是比较常用的方法。(3)其它方法：极谱、库仑滴定、荧光测定等。第59页/共64页吸集器及减压洗脱装置 吸集器 减压洗脱第60页/共64页2 2 直接测定法直接测定法1 目测法 样品经色谱分离后，直接观察所得斑点的大小和颜色的深浅，并与标准品在相同条件下展开所得到的一系列已知不同浓度的标准斑点相比较，而近似地判断样品中所测成分的含量。2 测面积法 展开后色谱上的斑点面积与化合物含量间，符合一定的线性关系。3 仪器测定法第61页/共64页3 仪器测定法 用光密度计或称薄层扫描仪（TLC Scanner）扫描定量，该方法已成为薄层定量的主要方法。1.吸收测定法 展开后的薄层，用一定波长单色光束进行扫描，记录其吸光度的变化，得到扫描曲线。利用样品扫描曲线上峰高或面积与标准品相比较，可得出样品含量。第62页/共64页3 仪器测定法 2.荧光测定法 化合物本身有荧光或经过适当处理后生成荧光化合物者可测量其荧光强度而进行定量。3.荧光淬灭法 由荧光减弱的程度测出斑点中化合物的含量。第63页/共64页感谢您的观看！第64页/共64页