例子问题
例子问题1:有机化学,生物化学和代谢
一个学生刚刚完成了有机化学实验室的一个反应。该反应产生了一种伯胺,以及多种二烷基醚副产物。该学生有1N HCl水溶液,1N NaOH水溶液,水和乙酸乙酯供他净化。用乙酸乙酯稀释粗反应混合物后,以下哪一种提取方法能成功分离胺产物?
1)用水冲洗粗混合液。
2)丢弃有机相。
3)用乙酸乙酯中和水洗。
1)用1N HCl水溶液提取粗混合物。
2)丢弃有机相。
3)用1N NaOH水溶液中和。
4)用乙酸乙酯萃取中和后的水相。
1)用1N HCl水溶液提取粗混合物。
2)丢弃有机相。
3)用乙酸乙酯萃取水相。
1)用1N NaOH水溶液萃取有机相。
2)丢弃有机相。
3)用1N HCl水溶液中和萃取液。
4)用乙酸乙酯萃取中和后的水相。
1)用1N NaOH水溶液提取粗混合物。
2)丢弃有机相。
3)用1N HCl水溶液中和。
4)用乙酸乙酯萃取中和后的水相。
1)用1N HCl水溶液提取粗混合物。
2)丢弃有机相。
3)用1N NaOH水溶液中和。
4)用乙酸乙酯萃取中和后的水相。
为了分离胺,首先需要用酸处理它以形成铵盐。它将与盐酸一起进入水相,而二烷基醚的副产物将留在粗混合物的有机相中。
在丢弃有机相后,用1N NaOH处理水相,将铵盐转化为游离胺,然后用乙酸乙酯提取。
至于其他答案,用氢氧化钠水溶液提取有机相会把胺留在有机相中,用水洗涤也是如此。此外,质子化胺必须在NaOH的水相中和,以便它被提取回乙酸乙酯。
例子问题3:有机化学,生物化学和代谢
一年级研究生治疗复方一个(下图)与氢氧化钠水溶液加热反应一小时。在冷却反应后,他必须做什么才能分离出所需的羧酸产物?
浓缩粗反应混合物
用乙酸乙酯提取反应混合物
加入稀酸中和任何碱,然后浓缩反应混合物
再加氢氧化钠溶液,再加盐水,最后用乙酸乙酯提取
用稀酸处理水相,然后用乙酸乙酯反复提取
用稀酸处理水相,然后用乙酸乙酯反复提取
在反应过程中,酯被转化为羧酸,然而,由于基本条件,酸会被脱质子化形成羧酸盐。这种盐可溶于水相,必须通过加入稀酸将其质子化以转化为中性分子。我们想通过萃取把羧酸产物从水相分离到有机相。只有当产物呈中性时,才能用有机乙酸乙酯萃取。
简单地浓缩反应混合物,无论是它本身还是用酸中和任何碱之后,都是不够的,因为残留的无机盐会留在所需的羧酸中。同样地,在不加入任何酸的情况下,用乙酸乙酯提取反应,也不能提取出产物,因为它会以羧酸盐的形式停留在水相中。
例子问题1:有机化学,生物化学和代谢
什么时候使用萃取来分离溶液中的化合物是合适的?
当化合物的分子量相似,但极性不同时。
当化合物的分子量不同,但溶解度相似时。
当化合物的共轭双键长度不同,但分子量相似时。
当化合物极性相似,但溶解度不同时。
当化合物极性相似,但溶解度不同时。
萃取是一种有用的分离技术,当溶液中存在极性相似但溶解度不同的化合物混合物时。通过将混合物引入不同的酸性和碱性条件,三步提取过程可以利用不同的溶解度。
例5:有机化学,生物化学和代谢
上图是青霉素的化学结构。哪个箭头指向一个官能团,可以用来在液-液萃取过程中将青霉素提取到水层中?
B和C
A和B
C只
B只
C只
正确答案是箭头c。在液-液萃取过程中,通过在分子的某处生成盐,最容易实现与水层的分离。在有机分子中生成盐有两个常见的目标。第一个目标是通过在羧酸或现有羧酸基团上添加无机碱(如NaOH)来生成羧酸盐,如图箭头C所示。
形成盐的另一个常见目标是使分子中的氮质子化。添加无机酸(如盐酸)是使氮质子化的好方法,也提供了一个负离子,形成盐。然而,在这种情况下,箭头B处的氮参与了酰胺官能团,不能被质子化。为了使氮在萃取中有用,它必须是胺基的一部分。
从这里得到的主要观点是,在液-液萃取过程中,目标是将化合物分离成水层和有机层,并将所需的产品单独隔离在其中一层中。离子和盐一般会被提取到水层,非极性大结构一般会被提取到有机层。寻找分子上易受酸碱反应影响的区域,你就会找到一个很好的目标来产生用于液-液萃取的离子。
问题91:分析化学
萃取是利用不同的溶解度从溶液中去除化合物的过程。二乙胺、苯酚、乙酸和氨的混合物的萃取过程包括三个步骤。
1.加入强酸,摇一摇溶液。让含水层排出。
2.加入弱碱,摇匀溶液。让含水层排出。
3.加入强碱,摇匀溶液。让含水层排出。
使用这种方法,下面哪种化合物会最后进入水相?
氨
水
苯酚
醋酸
二乙胺
苯酚
想想每一种物质被引入溶液时会发生什么反应。
首先,加入强酸。这将使溶液中的所有碱(氨和二乙胺)都质子化,使它们变得可溶。它们会转变为水相并被去除。
接下来,加入弱碱。只有羧酸会被这一反应去质子化,获得一个电荷并转变为水相。乙酸将被提取出来。
最后,强碱会使弱酸(如苯酚)脱质子。因此,苯酚将是最后一个离开溶液的分子。
问题11:有机分析与实验室技术
下列哪一种混合物不能通过蒸馏充分分离?
极性和非极性化合物的溶液
不同大小的醇的溶液
含三个非对映体的溶液
外消旋混合物
外消旋混合物
蒸馏是利用不同沸点将化合物分离的过程。沸点相似的混合物不能通过蒸馏充分分离。
外消旋混合物是具有相同沸点的对映异构体的混合物。因此,蒸馏不能有效地分离外消旋混合物。
非对映体具有不同的物理性质,可以通过沸点来分离。较大的烷烃链导致较高的沸点,允许通过蒸馏分离不同大小的醇。极性化合物将有更大的分子间作用力,通常导致更高的沸点,并允许它们从非极性化合物中分离出来。