有机化合物的分离与提纯

关于有机化合物的分离与提纯第1页，课件共52页，创作于2023年2月绪论一、有机样品分析的一般过程1.采样：天然、人工制备样品2.样品分离纯化及成分分析：分离纯化：洗涤、萃取、蒸馏、色谱、电泳等初步鉴定：元素分析、物理常数测定、性质测定3.分子式确定：MS及其它测定方法4.结构确定：四大波谱方法第2页，课件共52页，创作于2023年2月中药：西药：药物中间体：第3页，课件共52页，创作于2023年2月主要用途：有机合成中间体的鉴定。新药研发中药物结构的鉴定。生物活性分子、天然产物结构的鉴定。例如对药物结构的分析：第4页，课件共52页，创作于2023年2月目录一、有机化合物的分离和提纯二、紫外吸收光谱三、红外吸收光谱四、核磁共振五、质谱六、谱图综合解析第5页，课件共52页，创作于2023年2月学习要求：（1）了解每一种方法的基本原理；（2）了解各种谱图的主要参数及影响因素；（3）掌握每一类化合物的谱图特征；（4）掌握各种谱图的解析方法；（5）能对简单化合物进行谱图解析。课程考核方式：平时成绩(30%)

课堂的回答问题、出勤率、作业成绩考试成绩(70%)第6页，课件共52页，创作于2023年2月二、波谱方法Spectroscopy1.紫外光谱：UV,UltraVioletspectroscopy2.红外光谱：IR,InfraRedspectroscopy3.核磁共振波谱：NMR,NuclearMagneticResonancespectroscopy4.质谱：MS,MassSpectrometry第7页，课件共52页，创作于2023年2月波谱的产生1.本质：物质内能量的增减具有量子化特征。2.形式：电磁辐射（光）与化合物分子互相作用的结果。3.另一角度：物质内部的运动在外部的一种表现形式，而且不同类型的光谱反应了物质内部不同的运动状态。通过光谱峰位、形状，确定分子结构。通过峰强度，确定其含量。第8页，课件共52页，创作于2023年2月三、特点仪器昂贵要求样品纯度高操作较复杂谱图解析困难结果准确、应用价值高第9页，课件共52页，创作于2023年2月第一章有机化合物的分离与提纯第10页，课件共52页，创作于2023年2月常用的分离和提纯方法有以下几种：1.重结晶2.升华3.常压蒸馏、减压蒸馏、分馏4.萃取5.色谱法(薄层色谱、柱色谱)6.利用仪器分离和制备纯有机化合物(制备气相色谱、制备液相色谱)。第11页，课件共52页，创作于2023年2月1.1重结晶原理：一般情况下物质的溶解度随着温度的升高而增大。把固体混合物溶解在热的溶剂中达到饱和，冷却时被提纯物质随着溶解度的降低变成过饱和而析出结晶，杂质由于含量较少冷却时仍然处于不饱和而溶解在溶剂中，从而达到分离的目的。第12页，课件共52页，创作于2023年2月关键在溶剂的选择：

“相似相溶”极性大的物质溶于极性大的溶剂中；极性小的物质溶于极性小的溶剂中。常见的溶剂极性大小顺序如下：水>DMSO>>甲醇>DMF>乙醇>丙酮>氯仿>乙醚>甲苯>石油醚。第13页，课件共52页，创作于2023年2月溶剂选择要求：1.沸点适宜。2.不与被提纯物质反应。3.在较高温度时能溶解较多的被提纯物质，而在室温或较低温度时只能溶解很少量的被提纯物质。

4.对杂质的溶解度非常小(可趁热过滤除去)或非常大(冷却时留在母液中)。第14页，课件共52页，创作于2023年2月思考：如果得到的化合物应该是无色或白色，但是制备出的粗产物有较深的颜色，怎么办?混合溶剂法：混合溶剂由对被提纯物质溶解度很大和溶解度很小而又能互溶的两种溶剂组成，前者为良溶剂，后者为劣溶剂。先将固体有机物溶于热的良溶剂中，溶解后慢慢加入劣溶剂至出现浑浊，然后再加入良溶剂至澄清透明，冷却即可。第15页，课件共52页，创作于2023年2月1.2升华升华是指物质自固态不经过液态而直接变成气态以及蒸汽不经过液态而直接转变为固态的现象。升华是提纯固体有机物的一个方法，在实验室中只用于较少量物质的纯化。如：从茶叶中提取咖啡因第16页，课件共52页，创作于2023年2月1.3蒸馏、分馏、减压蒸馏、

水蒸气蒸馏将液态物质加热到沸腾变为蒸气，又将蒸气冷凝为液体的两个联合操作。沸点较低的有机物先蒸出，较高的随后蒸出，不挥发的留在蒸馏器内。1.3.1常压蒸馏

第17页，课件共52页，创作于2023年2月常压蒸馏：蒸馏烧瓶（搅拌子或沸石）、蒸馏头（常压）、温度计、冷凝管、接收器。第18页，课件共52页，创作于2023年2月用途：

分离液体有机物：沸点相差较大、30℃。提出，除去不挥发物。回收溶剂。测定化合物的沸点。第19页，课件共52页，创作于2023年2月1.3.2分馏应用分馏柱使几种沸点相近（＜30℃）的混合物进行分离的方法称为分馏。分馏就是利用分馏柱来实现的多次重复的蒸馏过程。这种方法在工业生产和实验室中被广泛使用。最精密的分馏装置可将沸点相差1~2C的混合物分开。第20页，课件共52页，创作于2023年2月实验室常用分馏柱：分馏的效果和分馏柱的种类有关！第21页，课件共52页，创作于2023年2月分馏：蒸馏烧瓶（搅拌子或沸石）、蒸馏头（常压）、温度计、冷凝管、接收器、分馏柱。第22页，课件共52页，创作于2023年2月1.3.3减压蒸馏原理：液体的沸点随着外界的压力减小而降低，在低于一个大气压下进行的蒸馏称为减压蒸馏。

减压蒸馏适用于沸点很高的液体有机物的分离和提纯。特别适用于在常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质。

第23页，课件共52页，创作于2023年2月减压蒸馏：蒸馏烧瓶、蒸馏头（克氏蒸馏头）、温度计、冷凝管、接收器、减压装置。第24页，课件共52页，创作于2023年2月减压蒸馏：第25页，课件共52页，创作于2023年2月第26页，课件共52页，创作于2023年2月1.3.4水蒸汽蒸馏在利用该方法进行提纯时，要求被提纯物质在低于100C时就随水蒸汽一起蒸出，所以特别适用于分离那些在其沸点附近易分解的物质，也适用于从不挥发性物质或不需要的树脂状物质中分离出所需的成分。

第27页，课件共52页，创作于2023年2月第28页，课件共52页，创作于2023年2月被提纯物必须具备条件：被提纯物不溶或难溶于水共沸腾下于水不发生化学反应100C左右时，必须具有一定的蒸气压。第29页，课件共52页，创作于2023年2月1.4萃取萃取是利用物质在两种不互溶的溶剂中的溶解度不同来达到分离、提取或纯化的目的。应用萃取方法可以从液体或固体混合物中提取出所需要的物质，也可以用来除去混合物中不需要的成分。第30页，课件共52页，创作于2023年2月常用的萃取分离有以下几种情况：1.用有机溶剂从水相中萃取有机物。2.用水从有机混合物中除去无机盐。3.用碱性水溶液萃取除去混合物中的无机或有机酸；用酸性水溶液萃取除去混合物中的无机或有机碱。第31页，课件共52页，创作于2023年2月第32页，课件共52页，创作于2023年2月1.5色谱方法薄层色谱、柱色谱气相色谱、液相色谱

色谱的原理是建立在各组分在互不相溶的两相（流动相和固定相）之间具有不同的分配基础上的。流动相可以是液体、也可以是气体，样品在流动相作用下流经固定相。固定相可以是固体，也可以是负载在固体表面的液体。第33页，课件共52页，创作于2023年2月基本的原理固定相对带分离混合物各组分的吸附能力不同。过程：当流动相带着混合物流经固定相时，由于固定相对混合物各组分的吸附能力不同，吸附能力最弱的组分随流动相首先流出，最强的组分最后流出，从而达到分离的目的。第34页，课件共52页，创作于2023年2月1.5.1薄层色谱（TLC）1.用处：物质的定性分析跟踪反应快速分离少量物质2.材质：板：玻璃、塑料、金属吸附剂：硅胶（弱酸性，常用）、

Al2O3(碱性、中性、酸性）第35页，课件共52页，创作于2023年2月点样划板将大块硅胶板分成小块；用铅笔标记起始线；点样第36页，课件共52页，创作于2023年2月4.展开先用展开剂饱和展缸；溶剂液面在样品起点线以下；注意溶剂前沿的位置。第37页，课件共52页，创作于2023年2月5.检测型号：如硅胶GF254,F254:可用于254nm的紫外光下观察荧光。第38页，课件共52页，创作于2023年2月6.Rf值Rf值：和分离化合物的结构、硅胶板的种类、展开剂、温度等都有关。但在固定条件下，其对每一种化合物的来说是一个特定数值。第39页，课件共52页，创作于2023年2月7.展开剂的选择使混合物分开；Rf值控制在0.2-0.8之间最佳。第40页，课件共52页，创作于2023年2月应用举例：物质的定性分析/反应的跟踪A、B是已知化合物，?是未知化合物，C是共点（既有待测物，也有已知化合物）；Rf值（即高度）相同的是同一种化合物！第41页，课件共52页，创作于2023年2月1.5.2柱色谱进行柱色谱实验时包括以下几个步骤：1.选择吸附剂；2.装柱；3.洗脱；4.组分收集和鉴定。第42页，课件共52页，创作于2023年2月柱色谱的整套装置第43页，课件共52页，创作于2023年2月1.吸附剂柱色谱的固定相硅胶：最常用，可分离绝大部分有机化合物。颗粒度不同，分离效果不同。氧化铝硅胶2.洗脱剂

决定于待分离物的极性大小，待分离物的极性大，需大极性洗脱剂，反之，用中等或小极性洗脱剂；常用混合溶剂。小极性化合物：石油醚或正己烷中等极性化合物：乙酸乙酯+石油醚大极性化合物：二氯甲烷+甲醇第44页，课件共52页，创作于2023年2月3.装柱湿法装柱，溶剂溶解硅胶，导入柱中，自然沉降，再气泵加压压紧第45页，课件共52页，创作于2023年2月4.加样湿法加样:

将液体待分离混合样直接加入柱中。缺点：柱子易开裂干法加样:

先用硅胶吸附带分离混合样，然后将吸附了样品硅胶加入柱中。第46页，课件共52页，创作于2023年2月5.洗脱及化合物的收集加压、等份接收；极性小的化合物先下来；用TLC判断是否同一组分。收集同一组分洗脱液，旋转蒸发仪浓缩，即得到纯物质。第47页，课件共52页，创作于2023年2月1.5.3气相色谱(gaschromatography/GC)

在气相色谱中，被分析的混合物被气化后，在气体（流动相）作用下流经固定相，由于固定相对各组分的吸附能力不同，使得各组分相互之间分开。这里流动相只作为载气使用，因此流动相与被分析物之间的相互作用不重要。第48页，课件共52页，创作于2023年2月关键技术：色谱柱，价格高第49页，课件共52页，创作于2023年2月1.5.4高效液相色谱(highperformanceliquidchromatography,简称HPLC)

高效液相色谱法又称“高压液相色谱”、“高速液相色谱”、“高分离度液相色谱”、“近代柱色谱”等。高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的