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实验室常用溶剂怎么干燥除水?

Drying of Organic Solvents: Quantitative Evaluation of the Efficiency of Several Desiccants”
Williams, D. B. G. ; Lawton, M. J. Org. Chem.201075, 8341. DOI:10.1021/jo101589h

 

溶剂中含有的水分往往对一些特殊的反应影响很大,所以溶剂事先脱水往往决定了一个反应的成功率。

分子筛・二氧化硅・氧化铝等常用的溶剂干燥剂到底能达到怎样程度的除水效率,本文开头的JOC里面有详细的介绍。

在该论文中作者分析了THF・甲苯・二氯甲烷・乙腈・甲醇・乙醇这些溶剂

这些溶剂都是采用的市售的HPLC等级的溶剂,在干燥前后使用Karl Fischer法水分测定仪测定其中的水分含量。Karl Fischer法是通过溶剂中的一分子水消耗一分子碘的Karl Fischer反应来进行的水分子含量测定。另外碘离子通过电解生成碘,然后碘再与水反应消耗掉水分,最后通过消耗的电量就可以求出水分的含量(一般被称为电量滴定法)。

下面是论文中以THF为溶剂的各个干燥剂的除水效果实例。

2015-07-12_11-29-41

 

整体的倾向是,不管是哪种溶剂,3A分子筛的脱水能力是最好的。

甲苯・二氯甲烷・乙腈这些溶剂,用10% mass/volume (m/v)的分子筛进行干燥,24小时静置后,本来数百~数十ppm的含水量被除水降低到数ppm。THF・甲醇・乙醇等吸水性比较高的溶剂的话,也并没有用过多的分子筛,例如乙醇的话仅仅使用了20% m/v的分子筛,20小时候就脱水到了数ppm级别。

而THF跟甲醇也是利用相同的条件,可以达到数十ppm的程度。THF用氧化铝硅胶柱过一遍的话,可以除水到仅含数ppm的程度,而甲醇比较难一点,用KOH或Mg/I2等方法也仅仅只能达到数十ppm的含水量。

 

小编的实验室一般都是把3A分子筛在微波炉中转1分钟,重复三次,每次转完用真空抽一下冷却后再转,这活化的过程是非常重要的,活化完后再倒入溶剂瓶中静置干燥一夜后使用。如果对除水要求更高的话,建议可以再在这个基础上蒸馏后使用。

另外还有那种溶剂过滤系统,一般实验室也会装备,同时十分含量在10ppm以下的脱水试剂也是有卖的,大家可以关注下。

 

PS: 另外做无水反应最好挑一个晴天~具体小编也解释不了啊,因为这是一门玄学。。。(纯属玩笑)

 

 

 参考文献

  1. Pangborn, A. B. et alOrganometallics 199615, 1518-1520. DOI: 10.1021/om9503712

 

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京都大学药学博士,现某化学企业小职员,化学空间员工副代表,网页小编&翻译。
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