7有机混合物分离资料

有机混合物的分离有机分析1、物理分离法物理分离法是利用有机物挥发性、溶解性等的差别进行分离。在分离过程中，不改变化合物的组成和结构，通常采用的方法有以下几种。(1)蒸馏法在分析实验中，蒸馏是分离液体混合物最常用的方法。根据各组份对热的稳定性、挥发性和蒸汽压大小来选用不同的蒸馏方法。有机分析一、混合物分离的一般步骤(2)萃取法液液萃取液固萃取(3)重结晶和升华有机分析索氏萃取器纯化固体物质的方法重结晶：不同物质在溶剂的溶解度差别升华：组分间的蒸汽压差别2、化学分离法有些有机混合物中的各组份的物理性质十分接近，找不到定量分离的方法，就必须根据各组份的化学性质，加以化学处理，使组份转变为性质差异较大的化合物，然后进行分离。分离后再用适当的试剂处理，使之变为原来的化合物。有机分析3、二元混合物的分离（1）根据溶解性差别根据相似相溶原理，采用极性或非极性溶剂进行分离水溶性和非水溶性：丙醇、溴丙烷极性差别：二乙胺、乙二胺（弱、强）溶解度不同：苯甲酸、对苯二甲酸（乙醚）（2）根据挥发性差别蒸馏法单官能团化合物易蒸发：乙醇、乙酸、苯甲酸多官能团化合物不易蒸发：乙二醇、草酸、邻苯二甲酸7个碳以下的烷烃、芳烃、环烷烃；3~5个碳以下的醇、醛、醚以及低级卤代烃、胺等化合物沸点较低，可直接用气相色谱法分离。（3）利用化学性质的差别利用混合物中各组分酸碱性的差别，能和不同的成盐试剂反应成盐的原理，将不同组分转变为溶解性、挥发性差异较大的化合物。羧酸、磺酸、酚类胺类钠盐盐酸盐①酸性和中性物苯甲醛苯甲酸乙醚萃取或水蒸气蒸馏醚层或馏出液碱水层干燥蒸去乙醚苯甲醛乙醚萃取干燥蒸去乙醚苯甲醛酸化苯甲酸析出晶体少时残留液乙醚萃取干燥蒸去乙醚苯甲醛5%NaOH②碱性和中性物硝基苯苯胺乙醚萃取醚层酸性水层硝基苯蒸去乙醚干燥蒸去乙醚干燥或馏出液减压干燥苯胺碱水层或残留液弃去乙醚萃取或水蒸气蒸馏NaOH干燥5%HCl5%NaOH③弱酸与强酸苯酚水杨酸乙醚萃取醚层水层苯酚蒸去乙醚干燥蒸去乙醚干燥水层弃去乙醚萃取5%NaHCO3重结晶稀酸酸化水杨酸纯水杨酸或醚层水杨酸④利用特殊反应伯仲叔胺——兴士堡试验（苯磺酰氯）醛与烃类（或其他不溶于水的中性化合物）苯甲醛苯亚硫酸氢钠羟基磺酸钠不反应4、多元混合物的分离了解试样的来源，以提供试样可能的化学成分。观察试样的物态，如是固、液混合物，可用过滤方法将其初步分离，若为互不相溶的液态混合物，可用分液漏斗进行萃取分离。检查试样是否含水。溶解性试验。甲醇、乙醇、四氯化碳、苯等。挥发性与灼烧试验。试样酸碱性试验。元素及官能团定性鉴定。混合物水浴蒸馏挥发部分不挥发物乙醚(糖类及多官能团化合物)溶解部分水萃取水层乙醚层水层乙醚层水层胺类醚层蒸掉乙醚(低相对分子量的烃、醚、醛、酮、脂肪胺、卤烷)不溶物(C5以下的醇、羧酸胺、酰胺等)稀HCl(羧酸及酚的钠盐溶液)NaOH溶液高相对分子量的中性及惰性化合物稀NaOH多元混合物的分离方案甲苯苯胺苯甲酸有机层水洗HCl(甲苯、苯甲酸)水层NaOHHClpH=3pH=10(苯胺)水层弃去有机层有机层有机层水层水层弃去（甲苯）苯甲酸固体苯胺盐酸盐pH=8~9pH=2~3(混合液)NaHCO3HCl思考题用流程图的形式表明下列混合物的分离程序1.硝基苯苯胺苯酚苯甲酸2.丙酮苯甲酸乙二胺二层析分离知识点：色层分离法的分类及其概念。纸层析技术，薄层层析技术，柱层析技术，离交层析技术。重点：上述各技术的原理、操作方式、操作过程、所用装置和材料的选择、适用范围。目录1层析法概述2纸层析3薄层层析4柱层析5离子交换吸附层析1层析法概述（1）引言（2）层析的发展史（3）层析的分类（4）层析剂（1）引言层析原理色谱（层析）法应用范围色谱技术的提出（2）层析的发展史年代发明者发明的色谱方法或重要应用1906Tswett用碳酸钙作吸附剂分离植物色素。最先提出色谱概念1931Kuhn,Lederer用氧化铝和碳酸钙分离a-、b-和g-胡萝卜素。使色谱法开始为人们所重视。1938TaylorUray用离子交换色谱法分离了锂和钾的同位素。1941Martin,Synge提出色谱塔板理论；发明液-液分配色谱；预言了气体可作为流动相（即气相色谱）。1952Martin,James从理论和实践方面完善了气-液分配色谱法。1956VanDeemter提出色谱速率理论，并应用于气相色谱。1957基于离子交换色谱的氨基酸分析专用仪器问世。1958Golay发明毛细管柱气相色谱。1965Giddings发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础。1975Small发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相，采用抑制型电导检测的新型离子色谱法。1981Jorgenson创立了毛细管电泳法。（3）层析的分类①根据溶质分子与固定相相互作用的机理不同的分类凝胶过滤法分配层析法离子交换色层分离法吸附层析法疏水作用色层分离法金属螯合色层分离法共价作用色层分离法据溶质分子与固定相相互作用的机理不同吸附色谱离子交换色谱疏水作用层析金属螯合色谱共价作用色谱分配色谱凝胶过滤亲和色谱吸附力不同各物质与固定相之间的离子交换能力的不同各物质与固定相之间的疏水作用的强弱不同各物质与固定相上的金属离子的络合能力的不同巯基化合物的巯基与固定相表面的二硫键作用力不同各物质在两液相间的分配系数不同各物质的分子大小或形状不同利用生物大分子与各种配基的生物识别能力不同类型机理优点缺点吸附色谱化学、物理吸附操作简便易受离子干扰凝胶过滤分子筛的排阻效应分辨力高，不会引起变性各种凝胶介质昂贵，处理量有限制分配色谱溶质在固定相和流动相中分配系数的差异分辨力高，重复性较好，能分离微量物质影响因子多，上样量太小亲和色谱亲和色谱生物大分子与配体之间有特殊亲和力分辨力很高一种配体只能用于一种生物大分子，局限性大聚焦色谱等电点和离子交换作用分辨力高进口试制昂贵吸附色谱与其它色谱法的异同点②根据实验技术的分类低压层析技术中压层析技术高压层析技术电泳法——操作压力在0.5MPa-5MPa之间——操作压力在5Mpa-40MPa之间——操作压力小于0.5MPa——靠溶质分子在电场中的移动速度不同而分离③根据固定相的形状不同的分类：柱层析法纸层析法薄层层析法固定相为以氢键与纤维素羟基结合的水固定相装在玻璃、不锈钢或有机玻璃柱中固定相在玻璃平板上铺成薄层④根据流动相的物态不同的分类气相层析法液相层析法液相层析法流动相为气体流动相为液态流动相为液态⑤操作方式不同的分类迎头法顶替法洗脱分析法将混合物溶液连续通过固定相，只有化学亲和力最弱的组分以纯粹状态最先流出，但其它各组分都不能达到分离。利用一种化学亲和力比各被结合组分都强的物质来洗脱，这种物质称为顶替剂。此法处理量大，且各组分分层清楚，但层与层相连，故不能将组分分离完全。将混合液尽量浓缩，使体积缩小，引入固定相的一端，然后用溶剂洗脱，洗脱溶剂可以是原来溶解混合物的溶剂，也可选用另外的溶剂。（4）层析剂种类⑴氧化铝⑵硅胶⑶活性炭⑷琼脂糖⑸纤维素2纸层析法（1）基本原理（2）影响Rf值的主要因素（3）层析条件的选择（4）操作方法(1)基本原理滤纸一般能吸收22%-25%的水，其中6%-7%的水是以氢键与滤纸纤维上的羟基结合，一般情况下较难脱去。纸上层析实际上是以滤纸纤维的结合水为固定相，而以有机溶剂(与水不相混溶或部分混溶)作为流动相。展开时，有机溶剂在滤纸上流动，样品中各物质在两相之间不断地进行分配。由于各物质有不同的分配系数，移动速度因此不同，从而达到分离的目的。小实验当滤纸接触到溶剂时，溶液将上升。滤纸上的小圆点是4种不同的氨基酸的混合物。看看接下来会发生什么事情…可以看出1号氨基酸上升的最高，在滤纸上跑得最快。而4号氨基酸与滤纸的结合最紧，因此跑的速度比其他的氨基酸慢。1234这就是纸层析法。对照上图，可知道1-4号的各代表什么氨基酸。纸层析法是分离鉴定蛋白质的氨基酸组成的重要工具。1234甘氨酸半胱氨酸组氨酸缬氨酸纸层析小实验动画演示溶质在滤纸上移动的速率可用Rf值表示：Rf=a/b式中a：溶质斑点中心的移动距离b：溶剂前沿移动的距离Rf值决定于被分离物质在两相间的分配系数以及两相间的体积比。由于在同一实验条件下，两相体积比是一常数，所以Rf值决定于分配系数。不同物质的分配系数不同，Rf值也不相同，由此可以根据Rf值的大小对物质进行定性分析。(2)影响Rf值的主要因素①物质的结构和极性物质的结构和分子极性是影响Rf值的主要因素。极性较大的物质，在水中的溶解度较大，其Rf值就较小，反之亦然。②滤纸不同滤纸的厚薄程度和纤维松紧度各不相同，因此结合的水量不一样，两相的体积比也就不同。所以同一种物质在不同型号的滤纸上进行层析时，所得到的Rf值也不相同。此外，滤纸上所含的杂质也会影响Rf值，必要时要进行预处理，以去除杂质的影响。例如：可用0.01-0.4mol/L的HCl处理滤纸，以除去滤纸上的金属离子，然后再用水洗至中性。层析滤纸由高纯度的棉花制成。要求质地均一，厚薄一致，纤维松紧度适中，具有一定的机械强度，并具有一定的纯度。国产新华滤纸、日本东洋滤纸等均经常被采用。③层析所用的溶剂同一物质在不同的溶剂系统中进行层析时，Rf值不同。所以溶剂的配制和使用必须严格，才能使Rf值的重现性好。在好的溶剂系统中被分离物质的Rf值应在0.05-0.85之间，样品中被分离组分的Rf之差最好大于0.05。溶剂系统中的试剂若纯度不够，需经过预处理后才能使用。处理的方法因溶剂的性质而异。常用的处理方法有：酸、碱抽提，水洗涤，重蒸馏，脱水干燥等。举例如下：(1)苯酚：重蒸馏，收集180℃的馏分。(2)乙酸：在冰醋酸中加入1%重铬酸钾，蒸馏，收集118℃的馏分。(3)正丁醇：先后用2.5mol/L硫酸溶液和5mol/L氢氧化钠溶液洗涤，再用无水碳酸钾脱水，用磨口蒸馏器蒸馏，收集117℃的馏分。④pH值溶剂和样品的pH值会影响物质的解离，从而影响物质的极性和溶解度，使Rf值改变。溶剂的酸碱度增大则流动相的含水量增高，使极性物质的Rf值增加；反之则降低。为了避免或减少pH值对Rf值的影响，可将滤纸和溶剂用缓冲溶液处理，使之保持一定的pH值，通过调节溶剂或样品溶液的pH值，使pH值保持恒定。⑤温度温度能影响物质在两相中的溶解度，即影响分配系数；也影响滤纸纤维的水合作用，即影响固定相的体积；同时在多元溶剂系统中，温度显著地影响溶剂系统的含水量，即影响流动相的组分比例。所以温度的改变使Rf值变化很大，为此，层析必须在恒温条件下进行。某些对温度敏感的溶剂系统，最好不要配成饱和溶液。如水饱和的酚溶液，可改成酚∶水＝4：1或5：1等。⑥展开方式同一物质在其他层析条件完全相同的情况下，用不同的展开方式进行层析时，所得到的Rf值不相同。用下行法展开时，Rf值较大；用上行法展开时，Rf值较小；用圆形滤纸层析时，由于内圈较外圈小，限制了溶剂的流动，Rf值也较小。⑦样品溶液中杂质样品溶液中存在杂质时，有时对Rf值有所影响。例如：氯化钠的存在会影响氨基酸的Rf值。(3)层析条件的选择①层析纸的选择和处理要求滤纸质地均匀。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。滤纸对溶剂的渗透速度适宜有机分析型号标重(g/m2)厚度(mm)吸水性灰分(%)性能1900.17150-1200.08快速2900.16120-910.08中速3900.1590-600.08慢速41800.34151-1210.08快速51800.32120-910.08中速61800.3090-600.08慢速滤纸的选用②展开剂的选择溶剂系统与被分离物质之间不应起化学反应。物质在溶剂系统中的分配系数最好不受或少受温度变化的影响，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。挥发性较好，使滤纸在展开后易于干燥。被分离物质在该溶剂系统中Rf值应在0.1～0.85之间。两个被分离物质的Rf值之差应大于0.05。有机分析一般不使用单一有