一、溶劑的選擇原則和經(jīng)驗(yàn)

1、常用溶劑:DMF、氯苯、二甲苯、甲苯、乙腈、乙醇、THF、氯仿、乙酸乙酯、環(huán)己烷、丁酮、丙酮、石油醚。

2、比較常用溶劑:DMSO、六甲基磷酰胺、N-甲基吡咯烷酮、苯、環(huán)己酮、丁酮、環(huán)己酮、二氯苯、吡啶、乙酸、二氧六環(huán)、乙二醇單甲醚、1,2-二氯乙烷、乙醚、正辛烷。

3、一個(gè)好的溶劑在沸點(diǎn)附近對待結(jié)晶物質(zhì)溶解度高而在低溫下溶解度又很小。DMF、苯、二氧六環(huán)、環(huán)己烷在低溫下接近凝固點(diǎn),溶解能力很差,是理想溶劑。乙腈、氯苯、二甲苯、甲苯、丁酮、乙醇也是理想溶劑。

4、溶劑的沸點(diǎn)最好比被結(jié)晶物質(zhì)的熔點(diǎn)低50℃。否則易產(chǎn)生溶質(zhì)液化分層現(xiàn)象。

5、溶劑的沸點(diǎn)越高,沸騰時(shí)溶解力越強(qiáng),對于高熔點(diǎn)物質(zhì),最好選高沸點(diǎn)溶劑。

6、含有羥基、氨基而且熔點(diǎn)不太高的物質(zhì)盡量不選擇含氧溶劑。因?yàn)槿苜|(zhì)與溶劑形成分子間氫鍵后很難析出。

7、含有氧、氮的物質(zhì)盡量不選擇醇做溶劑,原因同上。

8、溶質(zhì)和溶劑極性不要相差太懸殊。水>甲酸>甲醇>乙酸>乙醇>異丙醇>乙腈>DMSO>DMF>丙酮>HMPA>CH2Cl2>吡啶>氯仿>氯苯>THF>二氧六環(huán)>乙醚>苯>甲苯>CCl4>正辛烷>環(huán)己烷>石油醚。

二、重結(jié)晶操作

1、 篩選溶劑:在試管中加入少量(麥粒大小)待結(jié)晶物,加入0.5 mL根據(jù)上述規(guī)律所選擇溶劑,加熱沸騰幾分鐘,看溶質(zhì)是否溶解。若溶解,用自來水沖試管外測,看是否有晶體析出。初學(xué)者常把不溶雜質(zhì)當(dāng)成待結(jié)晶物!如果長時(shí)間加熱仍有不溶物,可以靜置試管片刻并用冷水冷卻試管(勿搖動(dòng))。如果有物質(zhì)在上層清液中析出,表示還可以增加一些溶解。若稍微渾濁,表示溶劑溶解度太小;若沒有任何變化,說明不溶的固體是一種東西,已溶物質(zhì)又非常易溶,不易析出。

2、 常規(guī)操作:在錐形瓶或圓底燒瓶中52A0入溶質(zhì)和一定溶劑,裝上球冷,加熱10分鐘,若仍有不溶物,繼續(xù)從冷凝管上口補(bǔ)加溶劑至完全溶解再補(bǔ)加過量30%溶劑。用折疊濾紙(折疊濾紙和三角漏斗要提前預(yù)熱)趁熱過濾入錐形瓶。濾液自然冷卻后用布氏漏斗抽濾(用濾液反過來沖洗錐形瓶!)。如果物質(zhì)在室溫溶解度很小,濾餅可以用少量冷的溶劑淋洗(先撤掉減壓,加少量溶劑潤濕濾餅,再減壓抽干。注意:用玻璃塞把濾餅壓實(shí)有助于除掉更多溶劑!)。如果所用溶劑不易揮發(fā),可以在常壓下加入少量易揮發(fā)溶劑淋洗濾餅,如DMF可用乙醇洗,二氯苯、氯苯、二甲苯、環(huán)己酮可以用甲苯洗。初學(xué)者常遇到問題:大量結(jié)晶在濾紙上析出,原因是漏斗和濾紙預(yù)熱不好、溶劑過量太少、過濾時(shí)間太長。如產(chǎn)品貴重,可將三角漏斗和濾紙置于錐形瓶上用蒸氣預(yù)熱,邊過濾邊用已經(jīng)過濾的濾液蒸氣保溫,但上述操作比較危險(xiǎn),甲苯、醚類、石油醚、環(huán)己烷等易燃溶劑慎用此法。注意:用熱的重結(jié)晶母液淋洗濾紙和所有黏附溶質(zhì)器具并冷卻可減少結(jié)晶損失。

3、 反常規(guī)操作熱抽濾:吸濾瓶不能預(yù)熱,布氏漏斗和濾紙放在溶解溶質(zhì)的錐形瓶上面利用上升蒸氣潤濕,放在吸濾瓶上立即趁熱抽濾。注意抽氣壓力不能太大以防止吸濾瓶中母液爆沸!初學(xué)者常犯錯(cuò)誤:濾紙沒有貼緊(可用雙層的)、動(dòng)作遲緩導(dǎo)致結(jié)晶在布氏漏斗中析出、抽氣壓力太大導(dǎo)致濾液被吸入泵中、過濾完畢沒有立即卸壓導(dǎo)致大量溶劑被抽進(jìn)泵中。

總之,與“相似相溶“背道而馳就對了,大極性的東西,用中等極性的溶劑結(jié)晶;小極性的東西,用大極性的溶劑。這樣,有一半以上的情況是適合的。

1.先試:石油醚(正己烷)、乙醚、乙酸乙酯、乙醇、水,再試:丙酮、甲醇、乙腈、苯、氯仿、乙酸、吡啶等。如果還不行,就只好混合了。乙醚可以利用其(1)揮發(fā)性;(2)延玻璃向上爬而使固體析出的特性。丙酮如不與水配伍,應(yīng)加以干燥。

2.混合溶劑法:用過量熱的良溶劑溶解,過濾,加熱,緩慢加入不良溶劑至有渾濁,加熱至澄清。靜置等待。。。

3.用分級結(jié)晶法。積累的母液過柱。

1)過柱預(yù)純化,粗分離后再結(jié)晶;2)石油醚熱提-冷析法;3)選低沸點(diǎn)的溶劑如乙醚;4)晶種的取得,用玻璃棒沾一滴溶液,揮干。5)不要輕易冷凍,用讓溶劑自然揮發(fā)的方法。

關(guān)于用乙醚結(jié)晶。回流乙醚時(shí),要加一冷凝管。不斷從上口加乙醚,直至混濁消失,有時(shí)是因?yàn)槿芙獾妮^慢,而不是不能溶,所以要有耐心。如果加入很多乙醚還有少量沉淀不溶,則將其濾去,濾液濃縮至有固體析出,再加熱,加入少量乙醚使澄清。自然放冷,可得晶型較好的結(jié)晶。過濾。用少量乙醚洗晶體。洗滌液合并入母液,在盛母液的瓶口蒙一層濾紙,或塞一團(tuán)衛(wèi)生紙,讓乙醚自然揮發(fā),而不能落入灰塵。每天早晨看一眼,直到有滿意數(shù)量的晶體出來,別太貪了,揮發(fā)干了就又要重來了:)我曾經(jīng)用此法成功拆分了左旋和右旋的生物堿。。“石油醚熱提-冷卻法”也是我用來對付油狀物的方法,加入石油醚,沸騰,傾出上清液,底部油繼續(xù)加入石油醚熱提取,直至石油醚層無色,則基本提取完全。冷卻后一般會(huì)析出晶體。

另外成油的一個(gè)原因是降溫太快。

三、結(jié)晶心得

1.制備結(jié)晶,要注意選擇合宜的溶劑和應(yīng)用適量的溶劑。合宜的溶劑,最好是在冷時(shí)對所需要的成分溶解度較小,而熱時(shí)溶解度較大。溶劑的沸點(diǎn)亦不宜太高。一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙醋等。但有些化合物在一般溶劑中不易形成結(jié)晶,而在某些溶劑中則易于形成結(jié)晶。

2.制備結(jié)晶的溶液,需要成為過飽和的溶液。一般是應(yīng)用適量的溶劑在加溫的情況下,將化合物溶解再放置冷處。如果在室溫中可以析出結(jié)晶,就不一定放置于冰箱中,以免伴隨結(jié)晶析出更多的雜質(zhì)。“新生態(tài)”的物質(zhì)即新游離的物質(zhì)或無定形的粉未狀物質(zhì),遠(yuǎn)較晶體物質(zhì)的溶解度大,易于形成過飽和溶液。一般經(jīng)過精制的化合物,在蒸去溶劑抽松為無定形粉未時(shí)就是如此,有時(shí)只要加入少量溶劑,往往立即可以溶解,稍稍放置即能析出結(jié)晶。

3.制備結(jié)晶溶液,除選用單一溶劑外,也常采用混合溶劑。一般是先將化合物溶于易溶的溶劑中,再在室溫下滴加適量的難溶的溶劑,直至溶液微呈渾濁,并將此溶液微微加溫,使溶液完全澄清后放置。

4.結(jié)晶過程中,一般是溶液濃度高,降溫訣,析出結(jié)晶的速度也快些。但是其結(jié)晶的顆粒較小,雜質(zhì)也可能多些。有時(shí)自溶液中析出的速度太快,超過化合物晶核的形成勸分子定向排列的速度,往往只能得到無定形粉未。有時(shí)溶液太濃,粘度大反而不易結(jié)晶化。如果溶液濃度適當(dāng),溫度慢慢降低,有可能析出結(jié)晶較大而純度較高的結(jié)晶。有的化合物其結(jié)晶的形成需要較長的時(shí)間。

5.制備結(jié)晶除應(yīng)注意以上各點(diǎn)外,在放置過程中,最好先塞緊瓶塞,避免液面先出現(xiàn)結(jié)晶,而致結(jié)晶純度較低。如果放置一段時(shí)間后沒有結(jié)晶析出,可以加入極微量的種晶,即同種化合物結(jié)晶的微小顆粒。加種晶是誘導(dǎo)晶核形成常用而有效的手段。一般地說,結(jié)晶化過程是有高度選擇性的,當(dāng)加入同種分子或離子,結(jié)晶多會(huì)立即長大。而且溶液中如果是光學(xué)異構(gòu)體的混合物,還可依種晶性質(zhì)優(yōu)先析出其同種光學(xué)異構(gòu)體。沒有種晶時(shí),可用玻璃棒蘸過飽和溶液一滴,在空氣中任溶劑揮散,再用以磨擦容器內(nèi)壁溶液邊緣處,以誘導(dǎo)結(jié)晶的形成。如仍無結(jié)晶析出,可打開瓶塞任溶液逐步揮散,慢慢析晶。或另選適當(dāng)溶劑處理,或再精制一次,盡可能除盡雜質(zhì)后進(jìn)行結(jié)晶操作。

6.在制備結(jié)晶時(shí),最好在形成一批結(jié)晶后,立即傾出上層溶液,然后再放置以得到第二批結(jié)晶。晶態(tài)物質(zhì)可以用溶劑溶解再次結(jié)晶精制。這種方法稱為重結(jié)晶法。結(jié)晶經(jīng)重結(jié)晶后所得各部分母液,再經(jīng)處理又可分別得到第二批、第三批結(jié)晶。這種方法則稱為分步結(jié)晶法或分級結(jié)晶法。晶態(tài)物質(zhì)在一再結(jié)晶過程中,結(jié)晶的析出總是越來越快,純度也越來越高。分步結(jié)晶法各部分所得結(jié)晶,其純度往往有較大的差異,但常可獲得一種以上的結(jié)晶成分,在未加檢查前不要貿(mào)然混在一起。

7.化合物的結(jié)晶都有一定的結(jié)晶形狀、色澤、熔點(diǎn)和熔距,一可以作為鑒定的初步依據(jù)。這是非結(jié)晶物質(zhì)所沒有的物理性質(zhì)。化合物結(jié)晶的形狀和熔點(diǎn)往往因所用溶劑不同而有差異。原托品堿在氯仿中形成棱往狀結(jié)晶,熔點(diǎn)207℃;在丙酮中則形成半球狀結(jié)晶,熔點(diǎn)203℃;在氯仿和丙酮混合溶劑中則形成以上兩種晶形的結(jié)晶。所以文獻(xiàn)中常在化合物的晶形、熔點(diǎn)之后注明所用溶劑。一般單體純化合物結(jié)晶的熔距較窄,有時(shí)要求在0.5℃左右,如果熔距較長則表示化合物不純。