第九章+溶剂和催化剂应用技术.ppt

第九章溶剂和催化剂应用技术 BEAConfidential 2 大多数反应是在溶液中进行的 化学家在试图进行某一化学反应时 总是不仅要考虑正确的反应物配比 合适的反应器和适宜的反应温度等条件 而且选择适当的溶剂是使设想中的反应取得成功的最重要的因素之一 远在古希腊的炼金术士时期就对溶液和溶解的本质有所推测 水最早被视为溶剂 称为 圣水 按此意义 水 一词用来表示一切液体或者溶解形成的液体 炼金术士致力于寻求一种普遍使用的溶剂 所谓 万能溶剂 或 万能熔化剂 这已经表明溶剂的重要性 概述 BEAConfidential 3 水是最常用的溶剂 大多数无机化学反应主要是在水溶液中进行的 然而 这并不意味着水对一切化学反应都是唯一最合适的溶剂 在非水溶剂中反应 可能会得到与在水中不同的反应结果 在非水溶剂中的反应产物形态 如粒径 形貌 可能与在水中得到的产物形态不同 十五至十八世纪 化学师虽热衷于这一探索 而事实上并未发现有什么 万能溶剂 可是他们所进行的许多实验却发现了许多新的溶剂 新的反应和新的化合物 从这些经验产生了一条最早的化学规则 即 相似相溶 规则 溶剂特点 溶剂本身具有不活泼性 即具稳定性 溶剂具有溶解性 BEAConfidential 4 一 溶剂的定义和分类 1 定义 广义来说是指在均匀的混合物中含有的一种过量存在的组分 工业上所说的溶剂一般是指能溶解固体化合物 多数在水中不溶 而形成均匀溶液的单一化合物或混合物 2 分类 第一节 溶剂对化学反应的影响 BEAConfidential 5 按介电常数 偶极矩可分为 非极性溶剂 极性溶剂 中性溶剂 均等两性溶剂 接受质子和给出质子能力相同 如H2O 碱性溶剂 亲质子溶剂 易接受质子 如NH3 酸性溶剂 给质子溶剂 易给出质子 如H2SO4 HF BEAConfidential 6 二 溶剂对均相化学反应的影响 溶剂的改变会显著改变均相化学反应的速度和级数 溶剂的极性越大 对离子型反应越有利 反应速度也越大 溶解的极性越大 对游离基反应越不利 反应速度越慢 有机反应按反应机理 离子型反应和游离基反应 BEAConfidential 7 三 溶剂对反应方向的影响 1 甲苯与溴进行溴化时 取代反应发生在苯环上还是甲基侧链上 可用不同极性的溶剂控制 BEAConfidential 8 2 苯酚和乙酰氯进行傅 克反应 在硝基苯溶剂中 产物主要是对位取代物 若在二硫化碳中反应时 产物主要是邻位取代物 BEAConfidential 9 3 溶剂对产品构型的影响 当反应在非极性溶剂中进行时 有利于反式异构体的生成 在极性溶剂中进行时 则有利于顺式异构体的生成 BEAConfidential 10 四 重结晶时溶剂的选择 原理 固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系 一般是温度升高 溶解度增大 若把固体溶解在热的溶剂中达到饱和 冷却时即由于溶解度降低 溶液变成过饱和而析出晶体 利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同 可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出 而让杂质全部或大部分仍留在溶液中 若在溶剂中的溶解度极小 则配成饱和溶液后被过滤除去 从而达到提纯目的 常用的热过滤装置 水循环式真空泵 BEAConfidential 11 一般过程 1 选择合适的溶剂 将待重结晶物质在较高的温度 接近溶剂沸点 下溶解在溶剂中 2 趁热过滤除去不溶性杂质 如溶液中含有色杂质 加活性炭煮沸脱色后一起热滤 3 将滤液冷却 使晶体从过饱和溶液中析出 而可溶性杂质仍留在溶