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麻省理工学院化学系(MIT)----培养单晶和双溶剂重结晶指南

 留在家里 2019-02-21

培养单晶指南:

你将会发现,培养单晶不仅需要耐心,而且还需要一双灵巧的双手。结晶过程对温度和其它轻微的扰动都非常敏感。因此,你应该在相似的条件下多尝试几个不同的实验温度,并为单晶的生长寻找一个没有干扰的安静环境。这里有一些经验性的贴士供你参考,以利于你的实验开展。

方案#1

有时好的单晶仅需冷却溶液即可生长。你也可以尝试加热溶液至所有物质完全溶解,达到过饱和,再慢慢地使其冷却。

方案#2

1)、选取一种可以溶解你的目标化合物的溶剂,制成饱和溶液。

2)、如果有必要,可以通过过滤除去其中的不溶性杂质。对于少量溶液,可使用一种有效的过滤器,其制备方法是:将玻璃毛(甚至可以用面巾纸)塞入一根一次性Pasture滴管中,然后填入一英寸左右助滤物(如硅藻土Celite)。用新鲜溶剂湿润硅藻土,然后用球形压力器将溶液压过该管进行过滤。

3)、寻找另一种溶剂,使目标化合物在其中不溶解(或仅微量溶解),而且这种溶剂能够和前一种溶剂混溶,并具有较低的密度。

4)、将第二种溶剂小心地铺在小瓶中饱和溶液的上面。在两相界面上可看到一些混浊物。单晶将会沿着这个界面生长。

方案#3

将盛有饱和溶液的小瓶放置在另外一个较大的瓶中。在外面的大瓶中加入第二种溶剂并且盖紧盖子。第二种溶剂将会慢慢地扩散到饱和溶液中,晶体就会出现了!为了进一步减慢这个过程,可将这个扩散装置放在冰箱中。

常用的溶剂系统:

CH2Cl2/乙醚或戊烷 

THF/乙醚或戊烷

甲苯/乙醚或戊烷 

水/甲醇

CHCl3/正庚烷

双溶剂重结晶指南:

对于双溶剂重结晶,其中的一种溶剂(#1溶剂)应能使你的目标化合物在溶剂沸点时完全溶解;另一种溶剂(#2溶剂)在加入到目标化合物在第一种溶剂的饱和溶液中时,能够诱导该化合物结晶。

重结晶步骤:

1) 、第一步是过滤除去不溶性杂质。

2)、 将原料转入一只装有搅拌子的50mL锥形瓶中。加入过量的#1溶剂,然后磁力搅拌加热至沸腾。用过量的溶剂是为了防止目标化合物在过滤过程中沉淀析出。

3)、 在预热好的漏斗中,通过折叠滤纸过滤除去不溶性杂质(在过滤前,先用热溶剂预热漏斗,以防原料残留在滤纸上造成损失)。

4) 、用2mL热溶剂洗涤锥形瓶和滤纸。

5) 、蒸发除去过量溶剂,使溶液体积缩减至约15mL。

6) 、将溶液冷至室温,此时溶液可能还不是饱和溶液,晶体可能不会析出。

7) 、逐滴加入#2溶剂,直到溶液刚出现浑浊。再次加热溶液至沸腾(注意需搅拌!),继续加入#2溶剂。每加入一滴#2溶剂,你会观察到出现浑浊又溶解的情况,一直加#2溶剂到溶液饱和(如果再多加一滴#2溶剂,浑浊将不再消散,此时溶液达到过饱和)。如果达到这样的状态,加入一滴#1溶剂使溶液再次澄清。

8) 、将烧瓶从热源上移开,用磁铁将搅拌子取出,静置使之冷至室温,再放入冰水浴中。

9)、 冷却一份双组分溶剂(其比例与配制上述饱和溶液时所用混合溶剂的比例相同)。此冷却溶剂将用于晶体的洗涤。

10)、 在小号布氏漏斗上减压抽滤晶体,并用冷混合溶剂洗涤。

11) 、滤饼先用空气吹干,然后置于真空下彻底干燥,称重并计算产率。干燥产物的办法之一是将产物放入一个预先称重的小瓶中,然后将小瓶放入真空干燥器中。你可以用面巾纸封住瓶口并用橡皮筋扎紧。

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