好看的結(jié)晶
松茸餅
珊瑚礁
1. 麻省理工學(xué)院版
2.國內(nèi)高校版
3. 藥明康德版
重結(jié)晶方法是利用固體混合物中各組分在某種溶劑中的溶解度不同而使其相互分離。進(jìn)行重結(jié)晶的簡單程序是先將不純固體物質(zhì)溶解于適當(dāng)?shù)臒岬娜軇┲兄瞥山咏柡偷娜芤?，趁熱過濾除去不溶性雜質(zhì)，冷卻濾液，使晶體自過飽和溶液中析出，而易溶性雜質(zhì)仍留于母液小，抽氣過濾，將晶體從母液中分出，干燥后測定熔點，如純度仍不符合要求，可再次進(jìn)行重結(jié)晶，直至符合要求為止。
1.將需要純化的化學(xué)試劑溶解于沸騰或?qū)⑦M(jìn)沸騰的適宜溶劑中；
2.將熱溶液趁熱抽濾，以除去不溶的雜質(zhì)；
3.將濾液冷卻，使結(jié)晶析出；
4.濾出結(jié)晶，必要時用適宜的溶劑洗滌結(jié)晶
1、 篩選溶劑：在試管中加入少量（麥粒大?。┐Y(jié)晶物，加入0.5 mL根據(jù)上述規(guī)律所選擇溶劑，加熱沸騰幾分鐘，看溶質(zhì)是否溶解。若溶解，用自來水沖試管外測，看是否有晶體析出。初學(xué)者常把不溶雜質(zhì)當(dāng)成待結(jié)晶物！如果長時間加熱仍有不溶物，可以靜置試管片刻并用冷水冷卻試管（勿搖動）。如果有物質(zhì)在上層清液中析出，表示還可以增加一些溶解。若稍微渾濁，表示溶劑溶解度太小；若沒有任何變化，說明不溶的固體是一種東西，已溶物質(zhì)又非常易溶，不易析出。
2、 常規(guī)操作：在錐形瓶或圓底燒瓶中52A0入溶質(zhì)和一定溶劑，裝上球冷，加熱10分鐘，若仍有不溶物，繼續(xù)從冷凝管上口補(bǔ)加溶劑至完全溶解再補(bǔ)加過量30％溶劑。用折疊濾紙（折疊濾紙和三角漏斗要提前預(yù)熱）趁熱過濾入錐形瓶。濾液自然冷卻后用布氏漏斗抽濾（用濾液反過來沖洗錐形瓶?。?。如果物質(zhì)在室溫溶解度很小，濾餅可以用少量冷的溶劑淋洗（先撤掉減壓，加少量溶劑潤濕濾餅，再減壓抽干。注意：用玻璃塞把濾餅壓實有助于除掉更多溶劑?。?。如果所用溶劑不易揮發(fā)，可以在常壓下加入少量易揮發(fā)溶劑淋洗濾餅，如DMF可用乙醇洗，二氯苯、氯苯、二甲苯、環(huán)己酮可以用甲苯洗。初學(xué)者常遇到問題：大量結(jié)晶在濾紙上析出，原因是漏斗和濾紙預(yù)熱不好、溶劑過量太少、過濾時間太長。如產(chǎn)品貴重，可將三角漏斗和濾紙置于錐形瓶上用蒸氣預(yù)熱，邊過濾邊用已經(jīng)過濾的濾液蒸氣保溫，但上述操作比較危險，甲苯、醚類、石油醚、環(huán)己烷等易燃溶劑慎用此法。注意：用熱的重結(jié)晶母液淋洗濾紙和所有黏附溶質(zhì)器具并冷卻可減少結(jié)晶損失。
3、 反常規(guī)操作熱抽濾：吸濾瓶不能預(yù)熱，布氏漏斗和濾紙放在溶解溶質(zhì)的錐形瓶上面利用上升蒸氣潤濕，放在吸濾瓶上立即趁熱抽濾。注意抽氣壓力不能太大以防止吸濾瓶中母液爆沸！初學(xué)者常犯錯誤：濾紙沒有貼緊（可用雙層的）、動作遲緩導(dǎo)致結(jié)晶在布氏漏斗中析出、抽氣壓力太大導(dǎo)致濾液被吸入泵中、過濾完畢沒有立即卸壓導(dǎo)致大量溶劑被抽進(jìn)泵中。
總之，與“相似相溶“背道而馳就對了，大極性的東西，用中等極性的溶劑結(jié)晶；小極性的東西，用大極性的溶劑。這樣，有一半以上的情況是適合的。
1.先試：石油醚（正己烷）、乙醚、乙酸乙酯、乙醇、水，再試：丙酮、甲醇、乙腈、苯、氯仿、乙酸、吡啶等。如果還不行，就只好混合了。乙醚可以利用其（1）揮發(fā)性；（2）延玻璃向上爬而使固體析出的特性。丙酮如不與水配伍，應(yīng)加以干燥。
2.混合溶劑法：用過量熱的良溶劑溶解，過濾，加熱，緩慢加入不良溶劑至有渾濁，加熱至澄清。靜置等待。。。
3.用分級結(jié)晶法。積累的母液過柱。
1）過柱預(yù)純化，粗分離后再結(jié)晶；2）石油醚熱提-冷析法；3）選低沸點的溶劑如乙醚；4）晶種的取得，用玻璃棒沾一滴溶液，揮干。5）不要輕易冷凍，用讓溶劑自然揮發(fā)的方法。
關(guān)于用乙醚結(jié)晶?；亓饕颐褧r，要加一冷凝管。不斷從上口加乙醚，直至混濁消失，有時是因為溶解的較慢，而不是不能溶，所以要有耐心。如果加入很多乙醚還有少量沉淀不溶，則將其濾去，濾液濃縮至有固體析出，再加熱，加入少量乙醚使澄清。自然放冷，可得晶型較好的結(jié)晶。過濾。用少量乙醚洗晶體。洗滌液合并入母液，在盛母液的瓶口蒙一層濾紙，或塞一團(tuán)衛(wèi)生紙，讓乙醚自然揮發(fā)，而不能落入灰塵。每天早晨看一眼，直到有滿意數(shù)量的晶體出來，別太貪了，揮發(fā)干了就又要重來了：）我曾經(jīng)用此法成功拆分了左旋和右旋的生物堿。?！笆兔褵崽?冷卻法”也是我用來對付油狀物的方法，加入石油醚，沸騰，傾出上清液，底部油繼續(xù)加入石油醚熱提取，直至石油醚層無色，則基本提取完全。冷卻后一般會析出晶體。
另外成油的一個原因是降溫太快。
1.在溶解預(yù)純化的化學(xué)試劑時要嚴(yán)格遵守實驗室安全操作規(guī)程，加熱易燃、易爆溶劑時，應(yīng)在沒有明火的環(huán)境中操作，并應(yīng)避免直接加熱。因為在通常的情況下，溶解度曲線在接近溶劑沸點時陡峭地升高，故在結(jié)晶和重結(jié)晶時應(yīng)將溶劑加熱到沸點。為使結(jié)晶和重結(jié)晶地收率高，溶劑的量盡可能少，故在開始加入的溶劑量不足以將欲純化的化學(xué)試劑全部溶解，在加熱的過程中可以小心的補(bǔ)加溶劑，直到沸騰時固體物質(zhì)全部溶解為止。補(bǔ)加溶劑時要注意，溶液如被冷卻到其沸點以下，防爆沸石就不在有效，需要添加新的沸石。
2.為了定量地評價結(jié)晶和重結(jié)晶地操作，以及為了便于重復(fù)，固體和溶劑都應(yīng)予以稱量和計量。
3.在使用混合溶劑進(jìn)行結(jié)晶和重結(jié)晶時，最好將欲純化的化學(xué)試劑溶于少量溶解度較大的溶劑中，然后趁熱慢慢地分小份加入溶解度較小的第二種溶劑，直到它觸及溶液的部位有沉淀生成但旋即有溶解為止。如果溶液的總體積太小，則可多加一些溶解度大的溶劑，然后重復(fù)以上操作。有時也可用相反的程序，將欲純化的化學(xué)試劑懸浮于溶解度小的溶劑中，慢慢加入溶解度大的溶劑，直至溶解，然后再滴入少許溶解度小的溶劑加以冷卻。
4.如有必要可在欲純化的化學(xué)試劑溶解后加入活性炭進(jìn)行脫色（用量約相當(dāng)于欲純化的物質(zhì)重量的1/50~1/20），或加入濾紙漿、硅藻土等使溶液澄清。加入脫色劑之前要先將溶劑稍微冷卻，因為加入的脫色劑可能會自動引發(fā)原先抑制的沸騰，從而發(fā)生激烈的、爆炸性的暴沸?；钚蕴純?nèi)含有大量的空氣，故能產(chǎn)生泡沫。加入活性碳后可煮沸5－10分鐘，然后趁熱抽濾去活性碳。在非極性溶劑，如苯、石油醚中活性碳脫色效果不好，可試用其他辦法，如用氧化鋁吸附脫色等。
5.欲純化的化學(xué)試劑為有機(jī)試劑時，形成過飽和溶液的傾向很大，要避免這種現(xiàn)象，可加入同種試劑或類質(zhì)同晶物的晶種。用玻璃棒摩擦器壁也能形成晶核，此后晶體即沿此核心生長。
6.結(jié)晶的速度有時很慢，冷溶液的結(jié)晶有時要數(shù)小時才能完全。在某些情況下數(shù)星期或數(shù)月后還會有晶體繼續(xù)析出，所以不應(yīng)過早將母液棄去。
7.為了降低欲純化試劑在溶液中的溶解度，以便析出更多的結(jié)晶，提高產(chǎn)率，往往對溶液采取冷凍的方法。可以放入冰箱中或用冰、混合制冷劑冷卻。
8.制備好的熱溶液必須經(jīng)過過濾，以除去不溶性的雜質(zhì)，而且必須避免在抽濾的過程中在過濾器上結(jié)晶出來。若是一切操作正規(guī)，確實由于該試劑太易析出結(jié)晶而阻礙抽濾時，則可將溶液配制地稍微稀一些，或者采用保溫或加熱過濾裝置（如保溫漏斗）過濾。
9.欲使析出地晶體于母液有效地分離，一般用布氏漏斗抽濾。為了更好地使晶體和母液分離，最好用清潔地玻璃塞將晶體在布氏漏斗上擠壓，并隨同抽氣盡量地去除母液。晶體表面地母液，可用盡量少地溶劑來洗滌。這是應(yīng)暫時停止抽氣，用玻璃棒或不銹鋼刀將已壓緊地晶體挑松，加入少量地溶劑潤濕，稍待片刻，使晶體能均勻地被浸透，然后再抽干，這樣重復(fù)一、二次，使附于浸透表面地母液全部除去為止。
10.晶體若遇熱不分解時，可采用在烘箱中加熱烘干的方法干燥。若晶體遇熱易分解，則應(yīng)注意烘箱的溫度不能過高，或放在真空干燥器中在室溫下干燥。若用沸點較高的溶劑重結(jié)晶時，應(yīng)用沸點低的且對晶體溶解度很小的溶劑洗滌，以利于干燥。易潮解的晶體應(yīng)將烘箱欲先加熱到一定的溫度，然后將晶體放入；但是極易潮解的晶體，往往不能用烘箱烘，必須迅速放入到真空干燥器中干燥。用易燃的有機(jī)溶劑重結(jié)晶的晶體在送入烘箱前，應(yīng)預(yù)先在空氣中干燥，否則可能引起溶劑的燃燒或爆炸。
11.小量及微量的物質(zhì)的重結(jié)晶：小量的物質(zhì)的結(jié)晶或重結(jié)晶基本要求同前所述，但均采用與該物質(zhì)的量相適應(yīng)的小容器。微量物質(zhì)的結(jié)晶和重結(jié)晶可在小的離心管中進(jìn)行。熱溶液制備后立即離心，使不容的雜質(zhì)沉于管底，用吸管將上層清夜移至到另一個小的離心管中，令其結(jié)晶。結(jié)晶后，用離心的方法使晶體和母液分離。同時可在離心管中用小量的溶劑洗滌晶體，用離心的方法將溶劑與晶體分離。
12.母液中常含有一定數(shù)量的所需要的物質(zhì)，要注意回收。如將溶劑除去一部分后再讓其冷卻使結(jié)晶析出，通常其純度不如第一次析出來的晶體。若經(jīng)純度檢查不合要求，可用新鮮溶劑結(jié)晶，直至符合純度要求為止。
選擇適當(dāng)?shù)娜軇τ谥亟Y(jié)晶操作的成功具有重大的意義，一個良好的溶劑必須符合下面兒個條件：
1、不與被提純物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)
2、在較高溫度時能溶解多量的被提純物質(zhì)而在室溫或更低溫度時只能溶解很少量；
3．對雜質(zhì)的溶解度非常大或非常小，前一種情況雜質(zhì)留于母液內(nèi)，后一種情況趁熱過濾時雜質(zhì)被濾除；
4．溶劑的沸點不宜太低，也不宜過高。溶劑沸點過低時制成溶液和冷卻結(jié)晶兩步操作溫差小，團(tuán)體物溶解度改變不大，影響收率，而且低沸點溶劑操作也不方便，如乙醚就不宜用。溶劑沸點過高，附著于晶體表面的溶劑不易除去。
5．能給出較好的結(jié)晶。
在幾種溶劑都適用時，則應(yīng)根據(jù)結(jié)晶的回收率、操作的難易、溶劑的毒性大小及是否易燃、價格高低等擇優(yōu)選用。
1、常用溶劑：DMF、氯苯、二甲苯、甲苯、乙腈、乙醇、THF、氯仿、乙酸乙酯、環(huán)己烷、丁酮、丙酮、石油醚。
2、比較常用溶劑：DMSO、六甲基磷酰胺、N-甲基吡咯烷酮、苯、環(huán)己酮、丁酮、環(huán)己酮、二氯苯、吡啶、乙酸、二氧六環(huán)、乙二醇單甲醚、1,2-二氯乙烷、乙醚、正辛烷。
3、一個好的溶劑在沸點附近對待結(jié)晶物質(zhì)溶解度高而在低溫下溶解度又很小。DMF、苯、二氧六環(huán)、環(huán)己烷在低溫下接近凝固點，溶解能力很差，是理想溶劑。乙腈、氯苯、二甲苯、甲苯、丁酮、乙醇也是理想溶劑。
4、溶劑的沸點最好比被結(jié)晶物質(zhì)的熔點低50℃。否則易產(chǎn)生溶質(zhì)液化分層現(xiàn)象。
5、溶劑的沸點越高，沸騰時溶解力越強(qiáng)，對于高熔點物質(zhì)，最好選高沸點溶劑。
6、含有羥基、氨基而且熔點不太高的物質(zhì)盡量不選擇含氧溶劑。因為溶質(zhì)與溶劑形成分子間氫鍵后很難析出。
7、含有氧、氮的物質(zhì)盡量不選擇醇做溶劑，原因同上。
8、溶質(zhì)和溶劑極性不要相差太懸殊。水>甲酸>甲醇>乙酸>乙醇>異丙醇>乙腈>DMSO>DMF>丙酮>HMPA>CH2Cl2>吡啶>氯仿>氯苯>THF>二氧六環(huán)>乙醚>苯>甲苯>CCl4>正辛烷>環(huán)己烷>石油醚。
結(jié)晶條件：主要指溫度，壓力，是否攪拌等。溫度很重要，一般我們都是低溫冷藏，其實有時還需要高溫保溫！這主要需摸清其溶解度的關(guān)系在確定結(jié)晶溫度。攪拌也是一個影響因素，他對結(jié)晶的晶型，結(jié)晶的快慢都有影響。
選擇梯度降溫的條件對晶型和收率影響也較大。
還有就是加晶種的時機(jī)：晶種加得過早，晶種溶解或產(chǎn)生的晶型一般較細(xì)；加的晚，則溶液里可能已經(jīng)產(chǎn)生了晶核，造成結(jié)晶可能包裹雜質(zhì)
過濾得到的濾液冷卻后，晶體就會析出。用冷水或冰水迅速冷卻并劇烈攪動溶液時，可得到顆粒很小的晶體，將熱溶液在空溫條件下靜置使之緩緩冷卻，則可得到均勻而較大的品體。
如果溶液冷卻后晶體仍不析出，可用玻璃抹摩控液面下的容器壁，也可加入品種，或進(jìn)一步降低溶液溫度(用冰水或其它冷凍溶液冷卻)。
如果溶液冷卻后不析出品體而得到油狀物時，可重新加熱，至形成澄清的熱溶液后，任其自行冷卻，并不斷用玻璃棒攪拌溶液，摩擦器壁或投人品種，以加速品體的析出。若仍有油狀物開始忻出，應(yīng)立即劇烈攪拌使油滴分散。
理化性質(zhì)均一；固體化合物熔距≤ 2℃；TLC或PC展開呈單一斑點；HPLC或GC分析呈單峰，核磁譜圖沒有毛刺。
某些產(chǎn)品作的多了，可以憑經(jīng)驗的，如該樣品經(jīng)過多次重結(jié)晶后，看到應(yīng)該出現(xiàn)的那種晶型，根據(jù)以往檢測結(jié)果，其純度應(yīng)該八九不離十了。
1.制備結(jié)晶，要注意選擇合宜的溶劑和應(yīng)用適量的溶劑。合宜的溶劑，最好是在冷時對所需要的成分溶解度較小，而熱時溶解度較大。溶劑的沸點亦不宜太高。一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙醋等。但有些化合物在一般溶劑中不易形成結(jié)晶，而在某些溶劑中則易于形成結(jié)晶。
2.制備結(jié)晶的溶液，需要成為過飽和的溶液。一般是應(yīng)用適量的溶劑在加溫的情況下，將化合物溶解再放置冷處。如果在室溫中可以析出結(jié)晶，就不一定放置于冰箱中，以免伴隨結(jié)晶析出更多的雜質(zhì)?！靶律鷳B(tài)”的物質(zhì)即新游離的物質(zhì)或無定形的粉未狀物質(zhì)，遠(yuǎn)較晶體物質(zhì)的溶解度大，易于形成過飽和溶液。一般經(jīng)過精制的化合物，在蒸去溶劑抽松為無定形粉未時就是如此，有時只要加入少量溶劑，往往立即可以溶解，稍稍放置即能析出結(jié)晶。
3.制備結(jié)晶溶液，除選用單一溶劑外，也常采用混合溶劑。一般是先將化合物溶于易溶的溶劑中，再在室溫下滴加適量的難溶的溶劑，直至溶液微呈渾濁，并將此溶液微微加溫，使溶液完全澄清后放置。
4.結(jié)晶過程中，一般是溶液濃度高，降溫訣，析出結(jié)晶的速度也快些。但是其結(jié)晶的顆粒較小，雜質(zhì)也可能多些。有時自溶液中析出的速度太快，超過化合物晶核的形成勸分子定向排列的速度，往往只能得到無定形粉未。有時溶液太濃，粘度大反而不易結(jié)晶化。如果溶液濃度適當(dāng)，溫度慢慢降低，有可能析出結(jié)晶較大而純度較高的結(jié)晶。有的化合物其結(jié)晶的形成需要較長的時間。
5.制備結(jié)晶除應(yīng)注意以上各點外，在放置過程中，最好先塞緊瓶塞，避免液面先出現(xiàn)結(jié)晶，而致結(jié)晶純度較低。如果放置一段時間后沒有結(jié)晶析出，可以加入極微量的種晶，即同種化合物結(jié)晶的微小顆粒。加種晶是誘導(dǎo)晶核形成常用而有效的手段。一般地說，結(jié)晶化過程是有高度選擇性的，當(dāng)加入同種分子或離子，結(jié)晶多會立即長大。而且溶液中如果是光學(xué)異構(gòu)體的混合物，還可依種晶性質(zhì)優(yōu)先析出其同種光學(xué)異構(gòu)體。沒有種晶時，可用玻璃棒蘸過飽和溶液一滴，在空氣中任溶劑揮散，再用以磨擦容器內(nèi)壁溶液邊緣處，以誘導(dǎo)結(jié)晶的形成。如仍無結(jié)晶析出，可打開瓶塞任溶液逐步揮散，慢慢析晶?；蛄磉x適當(dāng)溶劑處理，或再精制一次，盡可能除盡雜質(zhì)后進(jìn)行結(jié)晶操作。
6.在制備結(jié)晶時，最好在形成一批結(jié)晶后，立即傾出上層溶液，然后再放置以得到第二批結(jié)晶。晶態(tài)物質(zhì)可以用溶劑溶解再次結(jié)晶精制。這種方法稱為重結(jié)晶法。結(jié)晶經(jīng)重結(jié)晶后所得各部分母液，再經(jīng)處理又可分別得到第二批、第三批結(jié)晶。這種方法則稱為分步結(jié)晶法或分級結(jié)晶法。晶態(tài)物質(zhì)在一再結(jié)晶過程中，結(jié)晶的析出總是越來越快，純度也越來越高。分步結(jié)晶法各部分所得結(jié)晶，其純度往往有較大的差異，但?？色@得一種以上的結(jié)晶成分，在未加檢查前不要貿(mào)然混在一起。
7.化合物的結(jié)晶都有一定的結(jié)晶形狀、色澤、熔點和熔距，一可以作為鑒定的初步依據(jù)。這是非結(jié)晶物質(zhì)所沒有的物理性質(zhì)?；衔锝Y(jié)晶的形狀和熔點往往因所用溶劑不同而有差異。原托品堿在氯仿中形成棱往狀結(jié)晶，熔點207℃；在丙酮中則形成半球狀結(jié)晶，熔點203℃；在氯仿和丙酮混合溶劑中則形成以上兩種晶形的結(jié)晶。所以文獻(xiàn)中常在化合物的晶形、熔點之后注明所用溶劑。一般單體純化合物結(jié)晶的熔距較窄，有時要求在0.5℃左右，如果熔距較長則表示化合物不純
（1）晶體生成學(xué)（crystallogeny）：研究天然及人工晶體的發(fā)生、成長和變化的過程與機(jī)理，以及控制和影響它們的因素。
（2）幾何結(jié)晶學(xué)（gometrical crystallography）：研究晶體外表幾何多面體的形狀及其間的規(guī)律性。
（3）晶體結(jié)構(gòu)學(xué)（crystallology）：研究晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中質(zhì)點排而的規(guī)律性，以及晶體結(jié)構(gòu)的不完善性。
（4）晶體化學(xué)（crystallochemistry, 亦稱結(jié)晶化學(xué)）：研究晶體的化學(xué)組成與晶體結(jié)構(gòu)以及晶體的物理、化學(xué)性質(zhì)間關(guān)系的規(guī)律性。
（5）晶體物理學(xué)（crystallophysics）：研究晶體的各項物理性質(zhì)及其產(chǎn)生的機(jī)理。
聯(lián)系客服
