有机合成中溶剂的选择PPT课件
第5章 溶剂萃取
【5】、萃取体系表示法 被萃取物(起始浓度)/水相组成/有机相组成
〔萃合物的分子式〕
例：
Ta5, Nb5 100 克 升 4MH2SO4、8MHF 80%TBP 煤油 H2TaNbF6 •3TBP
表示被萃物是五价的Ta、Nb离子，萃取前它们 的浓度为100克/升，水相的组成为4M浓度的硫酸和 8M的氢氟酸。有机相的组成为80%的TBP作萃取剂， 20%的煤油作稀释剂，萃合物的分子式为 H2TaF6·3TBP及H2MbF6·3TBP。
• 根据离子的性质，大部分金属盐是强电解质，它 们在水中有较大的溶解度。这不仅是由于水是极 性大的液体，能够使盐类离解成离子，而且水使 金属离子溶剂化而促进溶解.然而大部分简单的金 属盐，显著地不溶于有机溶剂中。因为有机溶剂 多半是非极性化合物。
• 只有当金属离子或其盐类与有机溶剂分子生成一 种在有机溶剂中比在水中更易溶解的化合物时才 有可能。这主要是由于它们的分子结构与有机溶 剂分子具有相似的特点，即所谓“同类溶解同类” 规则。
（5）操作安全，无毒、不易燃、不挥发。 （6）稳定，便于储存。 （7）价廉，来源充足。
有色冶金生产中常用的萃取剂有胺盐、醇类、酮 类、羧酸类、磷酸类等。
萃合物：萃取剂与被萃取物发生化学反应生成的 不易溶于水相而易溶于有机相的化合物，通常是一种 络先要选用合适的萃取剂, 它是一种能将金属离子通过配位化学反应从水相选择 性地转入有机相,又能通过另一类配位化学反应从有 机相转到水相,借以达到金属的纯化与富集的有机化 合物。
• 人们为寻找选择性更高的萃取剂开展了大量的稀土溶 液配位化学的研究工作,可以说稀土配位化学的发展 就是从这里开始的。是配位化学和分离化学成功的结 合。配位化学一个重要的应用领域是配位萃取。
有机合成中油状物(液体)
有机合成中，经常得到油状物，怎么提纯？ 2.蒸馏 根据你得到产物分离难易程度，选择蒸馏、 简单精馏、精馏等手段，有机合成得到的 油状物通常都要在减压条件下进行。 对一些物质可以选择分子蒸馏装置进行纯化。 存在问题： 建立精馏塔，建立高真空装置。 蒸馏能耗高
有机合成中，经常得到油状物，怎么提纯？ 3.过柱 柱层析原理和操作不在这里讲解了，只是谈 谈缺点。 如果放大生产需要建立适合工厂的层析柱。 过柱过程需要大量溶剂。 脱出溶剂需要大量热量。 柱层析用溶剂大多易挥发、高静电，溶剂损 失大，操作比较危险。
有机合成中油状物（液体） 有机合成中油状物（液体） 纯化思路与实践
Bersinger 2011.07.26
油状物常规提纯方法
有机合成中，经常得到油状物，怎么提纯？ 1.成盐 要有可成盐的活性基团，选择合适的成盐试 剂，通常先选择小分子如氯化氢、溴化氢、 硫酸、氢氧化钠等，如不理想，选择其他 有机酸碱，一般化合物都有一定酸碱性， 通常都可以成盐。 也可以用络合成盐，当然你选择成盐后通过 结晶等方法可以纯化你的目标产物，但怎 么解盐得到目标产物是你最应该考虑的。
选择不同PH值对反应液进行萃取。 选择一种溶剂，将反应液PH值调节到不同反 应进行萃取，看萃取得到的东西是否有差 别，如果有差别，选择合适的PH值萃取得 到尽量纯净的目标产物。
选择不同极性溶剂进行萃取。 选择不同极性的溶剂，用少量溶剂多次萃取 看萃取得到的东西是否有差别，如果有差 别，选择合适的溶剂和剂量萃取得到尽量 纯净的目标产物 这里包括有机相与有机相之间的萃取：如甲 醇和正己烷之间就可以进行萃取操作。 这里可以用复合溶剂萃取操作。
油状物纯化思路
1.反应控制 2.酸碱萃取 3.不同溶剂萃取 4.不同溶剂萃取 4. 5.硅胶吸附 6.通过后处理优化反应 7.通过反应优化后处理工艺
常见有机合成中的溶剂选择与优化方法
常见有机合成中的溶剂选择与优化方法一、引言有机合成是化学领域中的重要研究方向之一，通过化合物的合成来开发新药物、新材料等具有重要的应用价值。
在有机合成过程中，溶剂的选择与优化是非常重要的一环。
二、常见有机溶剂的选择1. 乙醇乙醇是最常见的有机溶剂之一，它可以作为氧化、还原和酯化等反应的溶剂。
在低温环境下，乙醇可以作为冷冻剂使用。
2. 二甲基亚砜(DMSO)二甲基亚砜(DMSO)是溶解许多有机和无机物的优良溶剂，具有高沸点、高凝固点和高溶解力的特点。
它常用于反应物的溶解、溶剂抽提和催化反应等。
3. 二甲基甲酰胺(DMF)二甲基甲酰胺(DMF)是一种极性溶剂，在常温下具有较高的溶解度。
它广泛应用于化学品对化学反应、染料和合成纤维等方面的溶液处理。
4. 丙酮丙酮是一种常见的溶剂，广泛应用于有机合成中。
它可以用作溶解剂，作为还原剂和羰基化合物的源。
三、优化有机溶剂的选择1. 溶解性首先要考虑的是溶剂对反应物的溶解性。
如果反应物不溶于任何常见的溶剂中，可以考虑使用混合溶剂或尝试其他更合适的溶剂。
2. 反应速率溶剂可以影响反应速率。
某些溶剂可以促进或催化反应，使得反应更加迅速。
因此，在优化溶剂选择时，应考虑所需的反应速率。
3. 副反应某些溶剂可能导致副反应的发生，影响产物的选择性。
在选择溶剂时，应尽量避免对特定反应有不良影响的溶剂。
4. 安全性选择溶剂时，安全性是一个重要的考虑因素。
一些有机溶剂可能具有毒性或挥发性，需要进行适当的防护措施。
四、优化溶剂的用量1. 经济性在有机合成中，溶剂的成本是一个重要的考虑因素。
过量使用溶剂将增加合成的成本，因此需要优化溶剂的用量。
2. 环境友好型在有机合成过程中，应考虑溶剂对环境的影响。
一些溶剂可能会对环境造成污染，因此应尽量避免使用环境污染物。
3. 反应效果溶剂的用量也会影响反应的效果。
过少的溶剂可能导致反应不完全，过多的溶剂可能带来废物的产生。
因此，需要在优化溶剂用量的过程中找到一个平衡。
有机合成中溶剂选择对反应产率的影响研究
有机合成中溶剂选择对反应产率的影响研究有机合成是一个涉及到各种反应和条件的复杂过程，其中溶剂的选择对反应产率有着重要影响。
本文将探讨有机合成中溶剂选择对反应产率的影响，并分析不同溶剂的特点及其在反应中的应用情况。
一、溶剂在有机合成中的作用溶剂在有机合成中充当着重要的角色。
首先，它能够帮助溶解反应物和催化剂，使之能够有效地发生反应。
其次，溶剂还可以调节反应中的温度和离子强度，从而影响反应速率和产率。
此外，溶剂还能够影响反应环境的极性、溶解度和稳定性，从而对反应的化学平衡产生一定的影响。
二、常见有机合成溶剂及其特点1. 水水是一种广泛应用于有机合成中的溶剂。
它具有极性较大、成本低廉、环境友好等优点。
水还能够与许多有机物形成氢键，从而影响反应的速率和产率。
在某些反应中，水还可以作为催化剂或反应参与物，帮助促进反应的进行。
2. 有机溶剂有机溶剂是有机合成中最常用的溶剂之一。
常见的有机溶剂包括乙醚、丙酮、DMF等。
有机溶剂通常具有较大的溶解度、适中的极性和较好的溶剂极性匹配性。
它们可以与许多有机物相容，并在反应中起到溶解反应物和催化剂的作用。
3. 离子液体离子液体是一种相对新型的溶剂，在有机合成中逐渐得到应用。
离子液体具有较低的挥发性、较高的稳定性和较宽的溶解度范围。
由于其独特的特点，离子液体在催化反应、有机合成和分离等领域具有广泛的应用前景。
三、溶剂选择对反应产率的影响溶剂的选择直接影响反应的产率。
合适的溶剂可以提供合适的环境和条件，使得反应能够顺利进行。
溶剂的选择应综合考虑反应物的性质、反应条件和产物的要求等因素。
在选择溶剂时，首先要考虑反应物的极性。
极性相近的反应物更容易在相同极性的溶剂中发生反应。
其次，可考虑反应的温度和压力条件。
不同溶剂的沸点和气化常数不同，选择合适的溶剂可以帮助控制温度和压力，从而控制反应的进行。
最后，要考虑产物的析出和分离条件。
一些反应产物在特定溶剂中不易析出，选择合适的溶剂可以帮助提高产物的纯度和收率。
阐述溶剂选择的原则及基本要求
阐述溶剂选择的原则及基本要求
溶剂选择是有机合成中重要的一步，它除可以影响实验操作的顺
利进行，也能在大多数情况下决定有机合成反应的最终效果。
溶剂选
择要考虑溶剂的分子量、折光系数、蒸气压和沸点等影响合成的基本
物理性质，使得合成反应的反应物、产物能在溶剂中进行溶解，同时
保持可控且安全的环境，提高反应效率。
一般来说，优先考虑水不溶性溶剂，所选定的溶剂必须是无色、
无臭、无有毒性、无变质和分解的可能、低沸点、不致反应产物凝固，同时与反应物及产物极性低，容易溶解性强、反应过程中易蒸汽化而
容易分离。
另外，对于危险、易燃性溶剂，应采用防爆措施防止任何
不良事件发生，其选择应尽量减少，以最大限度地减少反应过程中的
污染，防止对自然环境的危害。
常用的有机合成试剂和溶剂
常用的有机合成试剂和溶剂有机合成试剂和溶剂在有机化学合成中起着至关重要的作用，它们可以促进反应的进行，提高反应的效率。
本文将介绍一些常用的有机合成试剂和溶剂，帮助读者更好地理解其用途和特点。
一、有机合成试剂1. 有机溴化物：有机溴化物是一类常用的有机合成试剂，具有良好的亲电性。
它们可用于亲核取代反应、偶联反应和芳香化合物的合成等。
常用的有机溴化物有溴乙烷、溴苯等。
2. 有机酸：有机酸是有机合成中常用的酸性试剂，广泛应用于酯化反应、酰化反应、酮醇互变反应等。
常见的有机酸有乙酸、苯甲酸等。
3. 有机碱：有机碱是有机合成中的碱性试剂，可用于缩合反应、脱羧反应和亲核加成反应等。
常用的有机碱有三乙胺、吡啶等。
4. 金属试剂：金属试剂通常用于还原反应、氧化反应和羧酸的活化等。
常见的金属试剂有锂铝烷、格氏试剂等。
5. 有机过氧化物：有机过氧化物是有机合成中的氧化剂，可用于氧化反应和环加成反应等。
常见的有机过氧化物有过氧化苯乙酮、过氧化苯甲酰等。
二、有机合成溶剂1. 稀有溶剂：稀有溶剂是一类常用的有机合成溶剂，具有较高的溶解度和较低的挥发性。
常见的稀有溶剂有二甲基亚砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）等。
2. 氨基化合物：氨基化合物是常用的有机合成溶剂，其能够通过氨基与底物发生氢键相互作用，提高反应速率和选择性。
常见的氨基化合物有三氟乙酸胺、三乙胺等。
3. 极性溶剂：极性溶剂可以提供较高的溶解度，促进反应物之间的相互作用。
常见的极性溶剂有乙腈、二甲基亚硫酰胺（DMSA）等。
4. 芳香烃：芳香烃是常用的无极性溶剂，适用于一些需要无极性条件下进行的反应。
常见的芳香烃有苯、甲苯等。
5. 水：水是一种常用的溶剂，特别适用于水溶性化合物的合成反应。
此外，水在某些酸碱催化反应中也具有重要作用。
总结：本文介绍了一些常用的有机合成试剂和溶剂，涉及了有机溴化物、有机酸、有机碱、金属试剂、有机过氧化物以及稀有溶剂、氨基化合物、极性溶剂、芳香烃和水等。
第五章自由基溶液聚合原理及生产工艺ppt课件
3. 单体回收
4．聚醋酸乙烯醇解
5．溶剂回收 七、聚乙烯醇(PVA)的性质和应用
聚乙烯醇性质：水溶性高聚物，性能介于塑料和橡胶之 间, 具有独特的强力粘接性、气体阻隔性、耐磨耗性。
高聚物合成工艺 23
应用：高相对分子质量(K>1500)的聚乙烯醇主要作 为悬浮剂、合成纤维和胶黏剂等，用于建筑和高分子 化工等领域； 低相对分子质量(K<1000)的聚乙烯醇主要用于化妆品、 医药、食品和农业等领域。
3.聚合转化率选择50％～60％；聚合时间选择4h～8h CH3OH对聚醋酸乙烯溶解性能极好，链自由基处于
伸展状态，体系中自动加速现象来得晚，如果控制转化 率50％～60%结束反应，可消除自动加速现象，将使聚 合反应接近匀速反应，并使聚醋酸乙烯大分子为线型结 构且相对分子质量分布较窄。
四、醋酸乙烯溶液聚合体系中氧的作用
高聚物合成工艺 11
三、工艺条件分析
1．选用甲醇作溶剂 ①CH3OH对聚醋酸乙烯溶解性能极好，链自由基处于 伸展状态，体系中自动加速现象来得晚，使聚醋酸乙烯 大分子为线型结构且相对分子质量分布较窄。 ②CH3OH是下一步聚醋酸乙烯醇解的醇解剂。 ③CH3OH的Cs小，只要控制单体与溶剂的比例就能够 保证对聚醋酸乙烯相对分子质量的要求。
4．聚合工艺过程
(1)原料准备
(2)聚合
(3)回收单体
(4)聚合物溶液后处理
高聚物合成工艺 26
5．以丙烯腈为主要单体的均相溶液共聚合的影响因素 (1)单体质量分数的影响 ①对聚合反应速率的影响, ②对特性黏度和转化率的影响
(2)聚合温度的影响
(3)原料中杂质的影响 ①单体中的杂质。
单体中的杂质允许含量为： HCN<5×10-6， 乙醛<50×10-6，铁离子(包括Fe2+和Fe3+ )<0.5×10-6。
有机合成中的溶剂选择与反应条件优化
有机合成中的溶剂选择与反应条件优化有机合成是一门研究有机化合物合成的学科，它在化学领域中具有重要地位。
在有机合成中，溶剂的选择和反应条件的优化是至关重要的环节。
正确选择溶剂可以提高反应效率，改善产物纯度，而反应条件的优化则可以提高产率和减少副反应的发生。
在有机合成中，溶剂的选择直接影响着反应的进行。
溶剂不仅可以作为反应介质，还可以调节反应的速率和产物分布。
常见的有机合成溶剂包括有机溶剂和无机溶剂。
有机溶剂如二甲基甲酰胺（DMF）、氯仿、乙醇等可以提供良好的溶解性和稳定性，广泛应用于有机合成中。
而无机溶剂如水、乙醇等则具有环境友好、廉价易得的特点，适用于一些特定的合成反应。
在选择有机溶剂时，需要考虑反应物和产物的溶解性、稳定性以及化学反应的性质。
一般来说，具有较好溶解性、可与多种有机化合物反应的溶剂是较好的选择。
此外，溶剂的极性、酸碱性、挥发性等性质也需要考虑。
例如，在合成醇类化合物时，乙醇是常用的溶剂，因为它具有良好的溶解性和反应性，且易于分离。
然而，在某些反应中，乙醇的挥发性较高，可能导致反应不完全。
因此，根据具体的反应要求选择合适的有机溶剂非常重要。
在选择无机溶剂时，可以考虑水、乙醇等常见的无机溶剂。
水是一种广泛使用的无机溶剂，因为它不仅可以溶解许多有机化合物，还具有较高的热容量和导热性，可以提供良好的反应环境。
另外，乙醇也是一种常见的无机溶剂，它具有良好的溶解性和可调节的极性，适用于多种有机合成反应。
除了溶剂的选择外，反应条件的优化也对有机合成起到重要的作用。
反应条件包括温度、压力、反应时间等。
合理选择反应条件可以控制反应速率，改善产物纯度，提高产率。
一般来说，合成高沸点物质时，需加热反应体系，以提高反应速度和产物收率。
而对于易分解的化合物，则需要控制反应温度，以避免副反应的发生。
此外，优化反应条件还可以通过引入催化剂来实现。
催化剂可以降低反应活化能，提高反应速率，改变产物分布。
常见的催化剂包括酸、碱、金属催化剂等。
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3.2.4 溶剂的静电效应对反应速度的 影响(Houghes-Ingold规则)
对于从起始反应物变为活化配合物时电荷 密度增加的反应，溶剂极性增加，使反应 速度加快。
SN1反 应
R－X
Rδ+ Xδ-
异性电荷分离 电荷密度增加
R+ + X-
-
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例：H 3 CC C3 C H2 l5 k℃ 1 H 3 CC C δ + 3 C H δ -≠l离 解H 3 CC C +3 + H C - l
Lewis酸碱理论：酸是电子对受体（EPA） 碱是电子对给体（EPD）
A + :B A B :
酸(EPA) 碱(EPD) 酸-碱配合物 亲电试剂 亲核试剂 EPA/EPD配合物
-
9
EPA溶剂：具有缺电子或酸性部位，亲电试剂， 择优使EPD或负离子溶剂化。 如水、醇、酚、羧酸等。
EPD溶剂：具有富电子或碱性部位，亲核试剂， 择优使EPA或正离子溶剂化。 如：醇、醚、羰基化合物中的氧 氨类和N－杂环化合物中的氮原子
非质子传递非极性溶剂：低介电常数，低偶极矩。 烷烃、环烷烃、芳烃、卤代烃、 叔胺、二硫化碳
-
13
3.2.3 离子化作用和离解作用
离子原和离子体 离子化过程和离解过程 离解性溶剂和离子化溶剂
-
14
3.2.3.1 离子原和离子体
离子原
指在固态时具有分子晶格的偶极型化合物， 在液体时仍以分子状态存在，与溶剂发生作用 时可形成离子。
使正离子溶剂化，自由的或裸的负离
成为高活性的反应质点。
EPA进攻：对离子原共价键的负端作亲核进攻，
使负离子溶剂化，自由的或裸的负离
成为高活性的反应质点。
EPD/EPA双进攻：两种溶剂或一种两性溶剂同
时
进攻共价键的正、负端，生成
溶剂化的正、负-离子。
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3.2.3.3 离解性溶剂和离子化溶剂
离子化溶剂：具有强的EPD性质或EPA性质。 离解性溶剂：具有高的介电常数。
具有永久偶极或诱导偶极的溶剂分子被充 电的电容器板强制形成一个有序排列，即极化 作用，极化作用越大，介电常数越大。
介电常数表示溶剂分子本身分离出电荷的 能力，或溶剂使它偶极定向的能力。
-
6
有机溶剂的介电常数ε在2～190之间，ε
越大，溶剂极性越强。
极性溶剂：ε＞15～20 非极性溶剂：ε＜15～20
Cl
例：
μ＝q×d
μ＝1.54D
-
4
有机溶剂的偶极矩μ在0～5.5D之间。
极性溶剂：分子中具有永久偶极的溶剂。
分子中没有永久偶极的溶剂，如环己烷、苯等。 无极性溶剂
μ＜2.5D的有机溶剂，如氯苯、二氯甲烷等。
偶极矩主要影响在溶质（分子或离子）周 围溶剂分子的定向作用。
-
5
（2）介电常数（ε）
也叫电容率或相对电容率，是表示电介质 或绝缘材料电性能的一个重要参数。
硫酸、熔融氢氧化钠和氢氧化钾、四氯 化钛、三氯化磷合三氯氧磷等。
有机溶剂：脂烃、环烷烃、芳烃、卤代烃、醇、醚、
酚、醛、酮、羧酸、羧酸酯、硝基物、 胺、腈、酰胺、砜和亚砜、杂环化合物等。
-
3
按偶极矩和介电常数分类
（1）偶极矩（μ）：
指偶极分子中电量相等的两个相反电荷中
的一个电荷的电量（q），与这两个电荷间距 离（d）的乘积，单位：德拜（D）。即：
非质子传递型溶剂：氢键受体，EPD。 如O、N
-
12
按专一性溶质、溶剂相互作用分类
质子传递型溶剂：含有能与电负性元素(F、Cl、O、S、
N、P)相结合的氢原子，ε＞15。
水、醇、酚、羧酸、氨、未取代酰胺等
非质子传递极性溶剂：高介电常数，高偶极矩。 丙酮、DMF、硝基苯、乙腈、二甲 基亚砜、环丁砜等
C3H
C3H
C3H
溶剂
ε μ(D)
极性
k1(相对)
C2H5OH 24.55 1.73
小 1
CH3OH 32.70 1.70
9
HCOOH 58.5 1.82
12200
H2O 78.39 1.82
335000
HCONH2 111.0 3.37 大 430
-
20
对于从起始反应物变为活化配合物时电 荷密度降低的反应，溶剂极性增加，使反 应速度减慢。
库仑力(静电引力)：离子-离子力、离子-偶极力 非专一性力
(普遍） 范德华力(内聚力)：偶极-偶极力、偶极-诱导偶 极力、瞬时偶极-诱导偶极力
专一性力：包括氢键缔合作用、电子对给体－受体作用、溶剂 （特定）化作用、离子化作用合离解作用等。
-
2
3.2.2 溶剂的分类
按化学结构分类
无机溶剂：水、液氨、液体二氧化硫、氟化氢、浓
离子原
[A -B ]溶
溶剂必须对离子原 的共价键进行进攻
[A + B -]
离子体
[A + B -]溶
离 解 缔 合
[A + ]溶 +
[B -]溶
溶剂化的离子对
溶剂化正离子 溶剂化负离子
（缔合离子）
溶剂化的独立离子
A+与B-的作用力与溶
- 剂的ε成反比
16
离子化方式：
EPD进攻：对离子原共价键的正端作亲电进攻，
介电常数主要影响溶剂中离子的溶剂化作用 和离子体的离解作用。
-
7
（3）溶剂极性的本质——溶剂化作用 每一个被溶解的分子或离子被一层或几层
溶剂分子或松或紧地包围的现象，叫做溶剂 化作用，它包括溶剂与溶质之间所有专一性 和非专一性相互作用的总和。
（4）溶剂极性参数
实验极性参数——ET(30)值
-
8
按Lewis酸碱理论分类
-
10
按BrΦnsted 酸碱理论分类
质子给体溶剂：主要是酸，如H2SO4、CH3COOH 质子受体溶剂：主要是碱，如NH3、CH3CON(CH3)2 两性溶剂：既可接受质子，又可提供质子，如H2O
-
11
按起氢键给体的作用分类
质子传递型溶剂：氢键给体，质子给体，EPA。 如羟基、氨基、羧基和酰胺基
3.2 精细有机合成中的溶剂作用
概述 溶剂的分类 离子化作用和理解作用 溶剂的静电效应对反应速度的影响（Houghes-
Ingold规则） 专一性溶剂化作用对亲核取代反应速度的影响 有机反应中溶剂的使用和选择（自学）
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1
3.2.1 概述
溶剂对有机反应的影响 溶液和溶解作用 溶剂和溶质之间的相互作用
如氯化氢、烷基卤和金属有机化合物等。
离子体
固态时具有离子晶格结构，在熔融状态或稀 溶液中以离子形式存在的化合物，如金属卤化 物等
-
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3.2.3.2 离子化过程和离解过程
离子化过程：离子原的共价键发生异裂产 生离子对的过程。
离解过程：离子对或缔合离子转变为独立
离子的过程。
溶剂化
[A -B ]