有机反应后处理与纯化

基础有机实验知识总结

------------反应后处理、粗产物纯化方式

1. 从整个有机合成看后处理与纯化

这两步在有机合成中处于最后的收尾工作，但是对合成目的本身却是极其重要的。有时候能够设计出高产率的合成路线，但却往往忽视了如何将产品从反应体系中分离出来，为此除了利用各种化合物不同的物理、化学性质进行分离外，也需将此步骤纳入合成路线中，对之前的合成方案进行修饰与调整，以达到整体上的最佳结果。

2. 基本要求与思路

后处理阶段是对产品初步纯化的阶段，其结果往往是得到仅含有目标产物的溶液，或者固体粗品。后处理中除了要求目标产品以最大产率转移到待纯化体系中，同时也要求副产品能够顺利回收以及操作简约。基础有机实验中具体的后处理方式有萃取、粗蒸馏、（沉淀）过滤、干燥、柱色谱。其中柱色谱是较为普适的分离方法，主要在于选择合适的吸附剂与洗脱剂以达到能够将几种不同产物完全分离的目的。根据具体不同的实验内容，目标产品的后处理往往是上述前三种步骤的不同组合，依据具体的条件选择方法、顺序及有关试剂。

纯化阶段是整个合成中的最后步骤，其目的是得到高纯度的产品。目前，基础有机实验中的纯化手段有蒸馏，分馏和重结晶。

3. 基本方法与实验案例

对于后处理与纯化的基本方法，有总结相关步骤的同学具体详细阐述，本文重点对于不同方法的选择与组合上进行分析与说明。

3.1 产物后处理

3.1.1 萃取

萃取处理上一步操作中得到的液体混合物体系，利用自然条件下能发生的化学反应（如酸碱反应）或者不同物质在异相中溶解度的差异进行分离。依据操作目的不同萃取可分为提取与洗涤。往往对上一步操作结果中不同组分的溶液进行提取，如《2-甲基-2-己醇的制备》和《7，7—二氯二环[4.1.0]庚烷的合成》中用乙醚提取水相和用二氯甲烷提取水相；对最后合并在一起的组分进行洗涤，如上述两个实验中分别用碳酸钠溶液与饱和氯化钠溶液洗涤有机相。萃取的结果经常是易用其它手段在1-2步骤内得到粗产品 的溶液。萃取往往和干燥操作，上述第一个实验；和固体析出操作，如《E-α-苯基肉桂酸的合成与分离》中用乙酸在萃取得到的水溶液中析出E型产品，相连接。

3.1.2 粗蒸馏

粗蒸馏方法的使用较为灵活，在后处理中可达到不同的目的。例如，在《4-对甲苯基-4-氧代丁酸的制备》中，甲苯的蒸出促使溶解在其中的产品变为固体析出从而过滤分离；在《正溴丁烷的合成》中，为了防止萃取时亚硫酸氢钠在室温下析出而影响分液，采取粗蒸馏的方式将有机相蒸出。视具体情况可灵活应用。

3.1.3 （沉淀）过滤

固体粗品和产品溶液往往通过此步骤最终获得，并在洗涤之后与纯化操作直接连接。

当目标产物在常温下为固体时，可选择考虑利用化学或物理手段使其析出。例如在《4-对甲苯基-4-氧代丁酸的制备》中通过蒸出溶剂得到固体；在《E-α-苯基肉桂酸的合成与分离》中利用酸化溶液的手段使产物析出；在《E-α-苯基肉桂酸苄酯的制备》中，利用冰解反应，使产物在碎冰的表面析出，而后过滤得到待提纯的粗品。值得注意的是，由于该步骤为沉淀生成反应，动力学因素会较多影响析出效果，例如冰解反应中若将溶液滴入冰水中则会得到浊液而不是沉淀，故需要在细节上规范操作。如果溶剂的沸点不是较低，一般选用减压过滤。而以滤液为目的的过滤操作往往继干燥之后，将干燥剂过滤，选择常压。

3.2 纯化

纯化的具体步骤较为固定。对于产品溶液，依据目标产物的沸点高低，选择减压蒸馏或者常压蒸馏；依据与溶剂的沸点是否接近，选择简单蒸馏或者分馏；依据与水是否互溶，决定是否可以水蒸气蒸馏。对于固体粗品采用重结晶的方式。

4. 总结与展望

尽管基础有机实验只是涉及基础的操作步骤，后处理方式不多，但是在每一个实验中的有关方案都经过了反复思考与探索，灵活多变，值得仔细研习与掌握。在今后的合成实验中每一步反应之间均密切衔接，反应后处理设计需要更全面的考虑；在实际的工业生产中，效率、经济、环保等社会化因素也在发挥同样的影响，实验室的方法也需要经过不断调整、改进与取舍。一个简单的步骤由诸多方面共同决定，同时也影响着其他诸多的决策。

我们应从眼前的问题着手，步步积累，逐渐掌握分析更加复杂问题的能力。