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选择结晶条件:溶剂系统、结晶速度、费用与安全

时间:2023-10-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:选择结晶用的溶剂系统比较困难,除了少数化合物可以参考已经明确、成熟的结晶条件外,对于未知化合物和没有结晶数据的化合物,则必须进行深入的探索和实践。溶剂沸点过低会导致其在培养晶体的过程中过快挥发,以致不容易控制结晶速度而得不到较好的晶体。毒性过大的溶剂容易造成人身伤害,而过于昂贵的溶剂不易购买、使用,且造成实验费用过高、超出预算。

选择结晶条件:溶剂系统、结晶速度、费用与安全

选择结晶用的溶剂系统比较困难,除了少数化合物可以参考已经明确、成熟的结晶条件外,对于未知化合物和没有结晶数据的化合物,则必须进行深入的探索和实践。未知化合物的结晶条件必须先推断出该化合物的化学结构类型,然后参考文献中相似结构化合物的溶解性质和溶剂系统,或根据“相似相溶”的规律选择不同极性的溶剂系统(注意相同结构类型而具有不同的官能团的化合物的溶解性有很大的区别),再通过实际操作来确定。这个过程是漫长、复杂的,需要尝试不同类型的溶剂、不同的配比、不同的温度,还需要足够时间的静置。有可能得到了合适的溶剂配比,但是没有控制好温度,或者静置时间不够长,则仍然难以析出结晶。

常见的溶剂系统有水-乙醇、水-甲醇、水-甲醇-乙醇、水-丙酮吡啶-水、乙醚-乙醇-乙酸乙酯等,选择理想的结晶溶剂有一定难度,一般要满足下列条件:

(1)需要结晶的目标化合物在溶剂系统中很容易结晶,或改变温度后很容易结晶,或杂质和目标化合物在溶剂系统中的溶解度有较大的差别。如乙酰苯胺在水中的溶解度,在25℃时为0.56,在100℃为18,该化合物在水中的溶解性质可以保证它和其他物质在100℃下溶解后,能够很轻易地在较低温度下析出纯度较高的结晶。

(2)选择的溶剂系统任何组分都不会和目标化合物发生化学反应,也不会催化杂质和目标化合物的反应。(www.xing528.com)

(3)结晶后能得到完好的晶型,以利于后期处理,如X单晶衍射等对晶型要求很高,必须是较好的块状晶体,不能是针状结晶。

(4)溶剂系统的沸点适中,不能太高或者过低。过高的溶剂沸点会导致难以去除溶剂,而且容易让已经结晶的化合物在使用蒸馏方法去除溶剂的过程中变性。溶剂沸点过低会导致其在培养晶体的过程中过快挥发,以致不容易控制结晶速度而得不到较好的晶体。

(5)溶剂低毒、廉价易得。毒性过大的溶剂容易造成人身伤害,而过于昂贵的溶剂不易购买、使用,且造成实验费用过高、超出预算。

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