有機合成中小試反應最常用的純化方法就是柱層析(毫克級可以考慮PTLC),但是對於放大反應的產物純化,低沸點的小分子產物可以考慮減壓蒸餾,大分子固體產物的純化方法柱層析一般是最後的選擇。首先需要嚐試的方法也是最容易操作成本最低的純化方法那就是打漿。打漿操作是一種介於洗滌和重結晶之間的一種純化方法,利用產物和雜質在單一溶劑(或混合溶劑)中的溶解度差異進行純化的操作。通常利用產物的不良溶劑且是雜質的良性溶劑進行打漿,如果雜質溶解度較差,可以考慮重結晶操作。打漿時固體顆粒盡量研磨到很細的顆粒(Trituration Techniques,雖然我們俗稱打漿,Trituration本身就是研磨的意思),可以盡可能多的將雜質溶出,打漿時可以加熱,也可以常溫打漿,但是熔點較低的固體,最好不要加熱。打漿和浸取(或固液萃取)非常類似,但又有不同。浸取是利用溶劑將固體原料中的可溶組分提取出來的過程,提取的是可溶性的物質,而剩下的是完全不溶的殘渣。打漿則相反,溶劑溶出的主要是雜質,所需要的產物隻是溶解度較差,不是完全不溶,因此打漿過程有一個溶解/析出的平衡過程,因此打漿如果找到合適的溶劑,可以將產物純度打到99%以上,如果沒有這種溶解/析出的平衡過程,是不可能將雜質接近完全除掉的。總的來說,打漿操作簡便,整個過程產物回收率高於重結晶,是一種非常高效的純化手段。常見的打漿操作主要分為三種,下麵分別介紹,具體選擇哪種操作,要根據需要純化的產物性質決定。
第一種:懸濁液攪拌及過濾,這是打漿最常用的方法,也是大家最熟悉的打漿方法。
1、根據產物性質,選擇合適的溶劑(或混合物溶劑),溶劑必須是對產物有少量溶解性,且對雜質有非常好的溶解性。否則純化效果不明顯或者產物損失較大。最好從極性較小的溶劑開始試驗,一般產物對石油醚或正己烷溶劑度較差,可以首先嚐試,點板看是否有效果。
2、將粗產物懸浮於選好的溶劑中,最好將固體研磨到盡量細小的顆粒,以增加雜質和溶劑的接觸麵積,方便雜質溶出。
3、攪拌混合物,視量的大小選擇磁力攪拌或機械攪拌,不怕累話,當然可以手搖。如果效果不明顯的話,可以考慮增加溫度。
4、過濾得到固體,通常利用布氏漏鬥,少量的可以利用玻璃三角抽濾漏鬥過濾。
5、利用盡量少的打漿溶劑洗滌濾餅,將溶劑冷卻後洗滌可以減少產物的損失。
第二種:良性溶劑加不良溶劑。此操作和【雙溶劑重結晶】類似,但是不涉及加熱後析出過程,這種操作其實我們經常用到,但你可能並不認為是打漿操作,如DMF或DMSO溶劑反應的後處理操作,如果產物是固體,通常我們可以選擇萃取,然後反洗除去溶劑,但是另外一種非常方便的操作就是攪拌下,慢慢的加入到水中,使產物析出,然後過濾。
1、將需要純化的產物溶於盡量少的溶解度好的溶劑(良性溶劑)中,此溶劑對產物具有中等或高的溶解度。
2、攪拌的過程中,緩慢加入不良溶劑(對產物的溶解較差),直到大部分固體析出為止。
3、過濾,建議利用布氏漏鬥。
4、盡量少的溶劑洗滌濾餅,溶劑是最終大部分固體析出時兩種溶劑的混合比例的混合物溶劑。可以冷卻後使用,減少損失。
第三種:蒸出良性溶劑法。此操作也和雙溶劑重結晶類似,但是純化並不依靠溫度的對產物溶解度的影響,而是最後旋出大部分良性溶劑後,剩餘溶劑的打漿過程。
1、將需要純化的產物溶於兩種溶劑的混合溶劑,其中一種溶劑是低沸點的對產物的良性溶劑(如二氯甲烷),另外一種是對產物溶劑度較差的高沸點溶劑(如乙醇)。
2、在將混合物在旋轉蒸發儀上,小心的旋蒸,直到大部分固體析出。由於旋蒸的過程中,低沸點的良性溶劑被蒸出,最後達到產物大部分不溶的打漿狀態。
3、過濾。
4、利用比開始溶解不純產物的混合溶劑比例更高的不良溶劑比例的溶劑洗滌濾餅,洗滌溶劑體積盡量少,冷凍更佳。
打漿是一種非常高效快捷的純化方法,純化效果有時甚至優於柱層析,其實對於一些溶解度不是很好的固體,要優先考慮打漿純化。一些柱層析後濃縮得到的固體,如果純度不夠,用極性較小的溶劑進行打漿,可以明顯提高純度。但是打漿操作一個缺點就是要求產物的純度要高於一定水平(至少要在50-60%以上)才能取得較理想的效果,如果不夠可以粗過一下柱子,然後打漿。另外產物必須是固體才能打漿,對於一些熔點較低的小分子則無能為力。
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