Purification des solvants courants
Les réactifs couramment utilisés par les fournisseurs de produits chimiques ne sont suffisants que pour les réactions chimiques générales. Afin de garantir le bon déroulement de certaines réactions de synthèse organique, une purification supplémentaire des réactifs est souvent nécessaire. La distillation est un traitement courant des solvants. Si les exigences de la réaction sont uniquement anhydres, il est possible d'ajouter au tube du condenseur un tube sec, un joint d'huile ou une boule d'azote, mais si vous devez obtenir des conditions anhydres et sans oxygène, le solvant doit être désoxygéné. Généralement sous atmosphère d'azote.
Purification des solvants de qualité réactive Les solvants anhydres de qualité réactive ont souvent une pureté suffisante, parfois sans distillation. Pour garantir une siccité suffisante, des tamis moléculaires activés peuvent leur être ajoutés pendant le stockage. Pour désoxyder un solvant, il est possible d'y injecter de l'azote pendant environ cinq minutes à l'aide d'une seringue ou d'un tube de verre. Purification des solvants généraux La plupart des solvants peuvent être rendus suffisamment purs en les distillant à partir du dessiccant dans une atmosphère inerte.
1. Alcanes
Alcanes tels que l'hexane, le pentane, etc. Laver d'abord plusieurs fois avec de l'acide sulfurique concentré pour éliminer les oléfines, laver avec de l'eau, sécher avec du CaCl2, sécher avec du fil de sodium ou du P2O5 si nécessaire, et distiller. Conserver dans un flacon de réactif bouché.
2. Hydrocarbures aromatiques
Par exemple, le benzène, le toluène, le xylène, etc. Sécher avec du CaCl2, sécher avec du sodium ou du P2O5 si nécessaire, et distiller. Conserver dans des flacons de réactifs bouchés. 3.
3. Alcanes chlorés
Tels que le dichlorométhane, le chloroforme, le tétrachlorure de carbone, le dichloroéthane, etc. Laver pour éliminer les alcools, etc. Laver à l'eau pour éliminer les alcools, etc., sécher avec du CaCl2 et évaporer à reflux dans du P2O5 ou du CaH2. Ne jamais sécher avec des filaments de sodium, sous peine d'explosion. Le stockage à long terme doit se faire dans des bouteilles hermétiques et à l'abri de la lumière.
4. Éthers et furannes
Tels que l'éther et le tétrahydrofurane. Au contact de l'air, de nombreux éthers forment lentement des peroxydes non volatils et de structure inconnue. Les peroxydes se décomposent et explosent lorsqu'ils sont chauffés. Il convient donc de vérifier la présence de peroxydes dans les éthers et les furannes stockés depuis longtemps avant de les utiliser, en particulier avant la distillation. Méthode d'essai : 1 ml de solution de 10% KI contenant une goutte d'indicateur d'amidon est mélangé à 10 ml de solution d'éther ; s'il n'y a pas de changement de couleur, c'est qu'il n'y a pas de peroxyde. On peut également effectuer le test avec une solution de sulfate ferreux d'ammonium 1%, une solution de sulfate ferreux et une solution de thiocyanure de potassium. S'il est présent, ajouter 5% FeSO4 ou une solution de bisulfite de sodium à l'éther et agiter pour décomposer le peroxyde. pré-sécher avec CaCl2 et évaporer à reflux dans du filament de sodium ou LiAlH4. Conserver dans des bouteilles hermétiques et dans un endroit frais et sombre.
Purification des solvants organiques couramment utilisés - éther Point d'ébullition 34,51 ℃, indice de réfraction 1,3526, densité relative 0,71378. L'éther commun contient souvent 2% d'éthanol et 0,5% d'eau. L'éther contient souvent une petite quantité de peroxyde.
Test et élimination des peroxydes : mettre 2~3 gouttes d'acide sulfurique concentré, 1mL2% de solution d'iodure de potassium (si la solution d'iodure de potassium a été oxydée par l'air, une solution diluée de sulfite de sodium peut être utilisée jusqu'à ce que la couleur jaune disparaisse) et 1~2 gouttes de solution d'amidon, bien mélanger et ajouter l'éther, l'apparition du bleu qui est, c'est-à-dire, la présence de peroxydes. Enlever le peroxyde peut être utilisé pour préparer une nouvelle solution diluée de sulfate ferreux (la méthode de préparation est FeSO47H2O60g, 100mL d'eau et 6mL d'acide sulfurique concentré). Laver plusieurs fois 100 ml d'éther et 10 ml de solution de sulfate ferreux fraîchement préparée dans un entonnoir de distribution jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de peroxyde.
Test et élimination des alcools et de l'eau : un peu de permanganate de potassium en poudre et un grain d'hydroxyde de sodium ont été placés dans l'éther. La présence d'alcool est prouvée par la présence de particules brunes à la surface de l'hydroxyde de sodium lorsqu'il est laissé au repos. La présence d'eau est testée à l'aide de sulfate de cuivre anhydre. La plus grande partie de l'eau est d'abord éliminée par du chlorure de calcium anhydre, puis séchée par du sodium métallique. La méthode est la suivante : 100 ml d'éther dans une fiole conique sèche, ajouter 20~25 g de chlorure de calcium anhydre, boucher hermétiquement le goulot de la bouteille, placer pendant plus d'une journée et agiter par intermittence, puis distiller pour recueillir des fractions de 33~37 ℃. Avec une presse à sodium, 1 g de sodium métal est pressé directement dans des filaments de sodium placés dans une bouteille contenant de l'éther et bouchée par un bouchon avec un tube de séchage de chlorure de calcium. On peut aussi insérer un tube de verre dont l'extrémité est tirée dans un tube capillaire dans le bouchon, de manière à empêcher l'humidité de pénétrer, mais aussi à permettre au gaz produit de s'échapper. Placer jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de bulles d'air ; après le placement, si la surface du filament de sodium est devenue jaune et grossière, elle doit être étuvée à nouveau, puis pressée dans le filament de sodium.
Purification des solvants organiques couramment utilisés - tétrahydrofurane (THF) point d'ébullition 67 ℃ (64,5 ℃), indice de réfraction 1,4050, densité relative 0,8892.
Le tétrahydrofurane est miscible avec l'eau et contient souvent une petite quantité d'eau et de peroxyde. Si vous souhaitez fabriquer du tétrahydrofurane anhydre, vous pouvez utiliser l'hydrure de lithium et d'aluminium à reflux en isolant l'humidité (généralement 1000mL environ 2 ~ 4g d'hydrure de lithium et d'aluminium) pour éliminer l'eau et les peroxydes, puis la distillation, la collecte des fractions de 66 ° C (ne pas distiller à la vapeur, la petite quantité restante de liquide résiduel qui est versée). Le liquide raffiné est ajouté au filament de sodium et doit être stocké dans une atmosphère d'azote.
Lors du traitement du tétrahydrofuranne, celui-ci doit être testé en petites quantités et purifié uniquement lorsqu'il est certain qu'il ne contient que de petites quantités d'eau et de peroxydes et que l'action n'est pas trop intense. ！！！！！ Les peroxydes présents dans le tétrahydrofuranne peuvent être testés à l'aide d'une solution d'iodure de potassium acidifiée. S'il y a une grande quantité de peroxyde, un traitement séparé est approprié. De grandes quantités de peroxyde peuvent être éliminées par reflux avec du CuCl maintenant.
Purification des solvants organiques couramment utilisés - dioxane Point d'ébullition 101,5 ° C, point de fusion 12 ° C, indice de réfraction 1,4424, densité relative 1,0336.
Le dioxane peut être mélangé arbitrairement avec de l'eau, il contient souvent une petite quantité d'acétal de diéthanol et d'eau, le dioxane stocké depuis longtemps peut contenir du peroxyde (identification et élimination de la référence à l'éther). Méthode de purification du dioxane : dans 500 ml de dioxane, ajouter 8 ml d'acide chlorhydrique concentré et 50 ml de solution d'eau, reflux de 6 à 10 heures ; au cours du processus de reflux, faire passer lentement de l'azote pour éliminer l'acétaldéhyde généré. Après refroidissement, de l'hydroxyde de potassium solide a été ajouté jusqu'à ce qu'il ne puisse plus être dissous, la couche aqueuse a été séparée, puis séchée avec de l'hydroxyde de potassium solide pendant 24 h. Ensuite, elle a été filtrée, chauffée et refluée en présence de sodium métal pendant 8~12 h. Enfin, elle a été distillée en présence de sodium métal et pressée dans un fil de famine pour être scellée et conservée. Le 1,4-dioxane raffiné doit être protégé du contact avec l'air.
5. Amides
Tels que le diméthylformamide, le diméthylacétamide, le HMPT. Ajouter du CaH2 et refluer, évaporer sous pression, sinon il se décomposera facilement. Ajouter des tamis moléculaires fraîchement activés et conserver dans une bouteille avec la date.
Purification des solvants organiques couramment utilisés, N, N-diméthylformamide -DMF N, N-diméthylformamide Point d'ébullition 149 ~ 156 ℃, indice de réfraction 1,430 5, densité relative 0,948 7. Liquide incolore, la plupart des solvants organiques et l'eau peuvent être mélangés arbitrairement, la solubilité des composés organiques et inorganiques est bonne.
Le N,N-diméthylformamide contient une petite quantité d'eau. Une certaine décomposition se produit lors de la distillation à la pression atmosphérique, produisant de la diméthylamine et du monoxyde de carbone. La décomposition est accélérée en présence d'acides ou de bases. Par conséquent, une certaine décomposition se produit lorsque de l'hydroxyde de potassium (sodium) solide est ajouté et laissé à température ambiante pendant plusieurs heures. Par conséquent, le sulfate de calcium, le sulfate de magnésium, l'oxyde de baryum, le gel de silice ou le tamis moléculaire sont le plus souvent utilisés pour sécher le produit, qui est ensuite distillé sous pression réduite pour recueillir la fraction 76°C/4800 Pa (36 mmHg). Celle-ci, si elle contient plus d'eau, peut être ajoutée à son 1/10 de volume de benzène, à la pression atmosphérique et en dessous de 80 ℃ évaporer l'eau et le benzène, puis le sulfate de magnésium anhydre ou l'oxyde de baryum séchage, et enfin pour la distillation de décompression. Le N,N-diméthylformamide purifié doit être conservé à l'abri de la lumière.
La présence éventuelle d'amines libres dans le N,N-diméthylformamide peut être vérifiée à l'aide de 2,4-dinitrofluorobenzène pour produire de la couleur.
6. Sulfoxyde de diméthyle
Ajouter du CaH2 et agiter pendant une nuit, puis fractionner sous pression réduite. Ajouter des tamis moléculaires fraîchement activés. Stocker dans des flacons et dater.
7. Pyridine
Peut être KOH, NaOH, CaO, BaO ou sodium, puis évaporer. Ajouter des tamis moléculaires 5Å fraîchement activés. Conserver hermétiquement fermé et dater.
Purification des solvants organiques couramment utilisés - Pyridine Point d'ébullition 115,5°C, indice de réfraction 1,509 5, densité relative 0,9819.
La pyridine analytiquement pure contient une petite quantité d'eau et peut être utilisée pour des expériences générales. Si vous souhaitez fabriquer de la pyridine anhydre, la pyridine peut être refluée avec de l'hydroxyde de potassium (sodium), puis isolée de l'humidité par vaporisation. La pyridine séchée est très absorbante et doit être conservée dans un récipient dont l'ouverture est scellée avec de la paraffine.
8. Éthanol
Les principales impuretés sont les huiles hétéro-alcooliques, les aldéhydes, les alcools, les cétones et l'eau. Il peut être purifié par reflux de copeaux de magnésium et d'iode, puis par reflux avec du CaO et évaporation. Ajouter des tamis moléculaires 3A fraîchement activés et conserver dans des flacons.
Purification des solvants organiques courants - éthanol Point d'ébullition 78,5 ℃, indice de réfraction 1,3616, densité relative 0,7893.
Il existe de nombreuses façons de préparer l'éthanol anhydre, et différentes méthodes sont choisies en fonction des différentes exigences de qualité de l'éthanol anhydre.
Si l'éthanol 98%~99% est requis, les méthodes suivantes peuvent être utilisées :
(1) l'utilisation de benzène, d'eau et d'éthanol pour former un mélange azéotropique faible de la nature du benzène, le benzène ajouté à l'éthanol, la distillation fractionnée, à 64,9 ℃ lorsque le benzène évaporé, l'eau, l'éthanol mélange ternaire à ébullition constante, l'excès de benzène dans la formation d'un mélange binaire à ébullition constante avec l'éthanol dans le 68,3 a été évaporé, et enfin l'éthanol évaporé. L'industrie utilise principalement cette méthode.
(2) déshydratation avec de la chaux vive. Dans 100 ml d'éthanol 95%, ajouter 20 g de chaux vive fraîche, reflux 3~5 h, puis distillation.
Si vous voulez plus de 99% d'éthanol, vous pouvez utiliser les méthodes suivantes :
(1) Dans 100 ml d'éthanol 99%, ajouter 7 g de sodium métal, attendre que la réaction soit complète, puis ajouter 27,5 g de phtalate de diéthyle ou 25 g d'oxalate de diéthyle, refluer pendant 2~3 h, puis distiller.
Bien que le sodium métal puisse agir avec l'eau dans l'éthanol pour produire de l'hydrogène et de l'hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de sodium généré et l'éthanol ont une réaction d'équilibre, de sorte que l'utilisation du sodium métal seul ne peut pas éliminer complètement l'eau dans l'éthanol, doit être ajouté à un excès d'esters à point d'ébullition élevé, tels que le phtalate de diéthyle et l'hydroxyde de sodium généré pour inhiber la réaction ci-dessus, afin d'atteindre l'objectif d'une déshydratation plus poussée.
(2) Dans 60 ml d'éthanol 99%, ajouter 5 g de magnésium et 0,5 g d'iode, et lorsque le magnésium est dissous pour générer de l'alcool de magnésium, ajouter 900 ml d'éthanol 99%, refluer pendant 5 h, puis distiller, ce qui permet d'obtenir de l'éthanol 99,9%.
L'éthanol ayant un très fort pouvoir hygroscopique, l'opération doit être rapide, le nombre de transferts doit être réduit au minimum afin d'éviter l'entrée d'humidité dans l'air, et l'instrument utilisé doit être bien séché au préalable.
Note : Lorsque des composés métalliques sont utilisés comme agents de purification, le solvant dans le ballon de distillation doit être maintenu à au moins un quart du volume pendant la distillation et ne doit jamais être laissé s'évaporer jusqu'à siccité, car cela peut être dangereux.