正文
4 萃取
由萃取的原理可知,萃取剂必须对被萃取液中的溶质具有尽可能大的溶解度,与反应体系的溶剂不溶。因此在提取以前,必须对反应体系加以适当的处理。例如,以高锰酸钾在吡啶一水介质中氧化芳烃的侧链,此时生成的酸以钾盐的形态存在,为了用水把它从大量的、由氧化剂形成的二氧化锰中萃取出来,在反应完成之后,应该尽量彻底地将吡啶蒸除,必要时可减压蒸馏。否则吡啶进入萃取液,酸析时造成产品酸的溶解损失。同样,当欲以有机溶剂对反应产物进行萃取时,必须从反应系统中蒸除水溶性的溶剂,诸如低级醇和四氢呋喃等。
在通常的萃取操作中,常采用单一的有机溶剂作为萃取剂;但实际上采用混合有机溶剂作为萃取剂,萃取的效果会更好。这在选择萃取溶剂时必须考虑到。乙醚一苯、氯仿一乙酸乙酯、氯仿一四氢呋喃等都是良好的溶剂组合。例如二元羧酸,它在氯仿中通常是难溶的,但只要向其中加入10%的四氢呋喃,氯仿对二元羧酸的溶解度便将显著增加。在进行这类溶剂组合时,必须考虑到比重因素。
如果直接用溶剂萃取产物,应该牢记“用少量溶剂多次萃取”的原则;但是首次所用的溶剂的量宜大一些,一般为被萃取体系体积的1/3。如果要向反应体系中加入水,然后再用有机溶剂萃取,则应控制所加水的体积。原则是在保证水充分溶解反应体系中的全部无机物的前提下,尽量用水少一些·9即配成适
当浓度的无机盐溶液而便于高效萃取。将萃取得到的有机相合并,用饱和的氯化钠水溶液或硫酸铵水溶液洗涤1次,最后将洗涤后的有机相用干燥剂(常用无水硫酸钠)彻底干燥、浓缩,即可得到彻底除去反应体系的水溶性物质。用饱和氯化钠水溶液(适用于中性和碱性产物)或硫酸铵水溶液(适用于酸性产物)洗涤的目的是降低水在有机相中的溶解度,除去萃取剂中溶解的水份,便于用有机相的干燥。
在提取时,必须考虑萃取剂相对于被萃取液的比重。比重不仅是决定两相是否容易分层的重要因素,而且关系到操作的方便与否。当萃取剂比被萃取液的比重大时,每次振荡分配之后,只要将下层溶液放出来,就可进行第二次提取。反之,如果萃取剂处在上层,则必须放出被萃取溶液,从漏斗的顶部倾出萃取液,再将被萃取液重新加入漏斗之后,才能继续操作。两种方法相比,前一种方法操作简单,样品损失少。
为使酸性或碱性的有机物从有机溶剂进入水相,可相应地用碱或酸的水溶液进行提取。将酸从有机溶剂中萃取出来的完全程度,取决于萃取液的碱度,这碱度必须保证将酸实际上完全转化为盐。一般可近似地认为,萃取液的pH至少应该比被提取的游离酸的pKa值大4个pH单位。例如,碳酸钠的水溶液的pH约为lO,它能将pKa低于6的酸萃取出来。同样,当用酸从有机溶剂中提取碱时,酸溶液的pH值应比被萃取的有机碱低4个pH单位。对萃取得到的水溶液进行酸化或碱化,酸性或碱性的有机物便从水相析出而重新进入有机相,或者直接析出。这是一种常用的精制程序。