Control del proceso de cristalización y regulación de las propiedades del producto
En síntesis orgánica, el problema de post-procesamiento es a menudo ignorado por la mayoría de la gente, que siempre y cuando encuentre el método de síntesis correcta, la tarea de síntesis puede ser dos veces más fácil, esto no es malo, el método de síntesis correcta es importante, pero la tarea de síntesis orgánica es obtener un producto bastante puro, cualquier reacción no tiene un rendimiento del 100%, siempre van acompañadas de un mayor o menor número de reacciones secundarias, dando lugar a un mayor o menor número de impurezas, la finalización de la reacción, el gran problema es separar el producto puro del sistema de mezcla de la reacción, y la reacción se ha completado. Una vez completada la reacción, el gran problema es separar el producto puro de la mezcla de reacción. El objetivo del reprocesamiento es realizar esta tarea de la mejor manera posible.

¿Por qué se pasa por alto tan fácilmente el problema del reprocesamiento? La bibliografía que solemos leer, especialmente los trabajos de investigación académica, tiende a prestar poca atención a este problema o a tratarlo a la ligera, y a menudo prestan atención a nuevos métodos sintéticos, reactivos sintéticos, etc. Las patentes también prestan poca atención a este problema. En las patentes también se resta importancia a este problema porque implica beneficios comerciales. Los libros de texto de orgánica ni siquiera hablan de esta cuestión. Sólo participó en la máquina industrial proyecto de síntesis la gente puede reconocer la importancia de esta cuestión, a veces la reacción se realiza en un buen, problemas de post-procesamiento no obtener productos puros, las pérdidas comerciales son a menudo enormes. Entonces se dio cuenta de que la síntesis orgánica no es sólo una cuestión de método de síntesis, sino que también implica muchos aspectos del problema, ese aspecto del problema no está bien pensado, puede ser una causa perdida.
¿Dónde puedo aprender sobre reprocesamiento? Además de consultar con investigadores experimentados, también debemos prestar atención a la literatura, aunque es menos involucrado en la literatura, pero todavía hay muchos papeles están involucrados, lo que nos obliga a pensar más, más organizado, y aprender con el ejemplo. Además, en el trabajo de investigación científica, debe prestar atención a tomar experiencia, más afinado. Los conocimientos básicos para completar el problema del reprocesamiento siguen siendo las propiedades físicas y químicas de los compuestos orgánicos, y el reprocesamiento es la aplicación específica de estas propiedades. Por supuesto, lo primero es hacer bien la reacción y minimizar la aparición de reacciones secundarias, lo que puede reducir la presión del reprocesamiento. Así pues, el reprocesamiento sigue siendo una cuestión de poner a prueba las habilidades básicas de cada uno, y sólo si se es bueno en química es posible destacar en las tareas de reprocesamiento. Reprocesamiento de acuerdo con el propósito de la reacción tiene diferentes soluciones, si en el laboratorio, sólo para la publicación del artículo, para obtener compuestos puros con el fin de hacer una variedad de espectros, entonces el problema es simple, para obtener compuestos puros no es más que el método de columnas de caminar, TLC, cromatografía preparativa, etc., no tienen que considerar demasiados problemas, y los compuestos obtenidos es relativamente puro, si con el fin de la producción industrial, entonces el problema es complejo, trate de utilizar un método simple, y tratar de utilizar un método simple, a fin de minimizar la aparición de efectos secundarios, que puede ayudar a completar la tarea. Si es para el propósito de la producción industrial, el problema es complicado, trate de usar métodos simples, de bajo costo, el conjunto en el laboratorio no funcionará, si todavía utiliza los métodos de laboratorio, la empresa perderá dinero.
A continuación se describen brevemente algunos de los métodos utilizados en la industria.
La prueba del mérito del proceso de postratamiento es:
(1) si el producto se recupera en la mayor medida posible y se garantiza su calidad; (2) si las materias primas, los productos intermedios, los disolventes y los subproductos valiosos se reciclan en la mayor medida posible; (3) si las fases del procedimiento de post-tratamiento, ya sea el proceso o el equipo, se simplifican lo suficiente; y (4) si la cantidad de los tres tipos de residuos es mínima.
Fotografía

Varios métodos comunes y prácticos de reprocesamiento:
La experiencia y los métodos de recristalización más completos jamás realizados
(1) Separación y purificación de compuestos orgánicos ácido-base
Los compuestos orgánicos con grupos ácido-base pueden ganar o perder protones para formar compuestos iónicos, que tienen propiedades fisicoquímicas diferentes de las del compuesto original. Los compuestos alcalinos se tratan con ácidos orgánicos o inorgánicos para obtener sales amínicas, y los compuestos ácidos se tratan con bases orgánicas o inorgánicas para obtener sales sódicas o sales orgánicas. Según la fuerza de la acidez y alcalinidad de los compuestos orgánicos, los ácidos y bases orgánicos e inorgánicos son generalmente ácido fórmico, ácido acético, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico y ácido fosfórico. Las bases son trietilamina, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, etc. En general, los compuestos iónicos en agua con solubilidad considerable, mientras que en el disolvente orgánico la solubilidad es muy pequeña, mientras que el carbón activado sólo es capaz de adsorber impurezas no iónicas y pigmentos. Estas propiedades pueden utilizarse para purificar compuestos orgánicos ácido-base. Las propiedades anteriores no son comunes a todos los compuestos ácido-base. En general, cuanto mayor sea la proporción del peso molecular de los grupos ácido-base en una molécula con respecto al peso molecular de toda la molécula, mayor será la solubilidad en agua de los compuestos iónicos, y cuantos más grupos solubles en agua, como los grupos hidroxilo, haya en una molécula, más soluble en agua será, por lo que las propiedades anteriores son aplicables a los compuestos ácido-base de moléculas pequeñas. Por lo tanto, las propiedades anteriores son aplicables a los compuestos ácido-base de moléculas pequeñas. Para los compuestos de moléculas grandes, la solubilidad en agua se reduce significativamente. Los grupos ácido-base incluyen los grupos amino. Los grupos ácidos incluyen: grupos acilamino, grupos carboxilo, grupos hidroxilo fenólico, grupos sulfonilamino, grupos tiofenol, compuestos de 1,3-dicarbonilo, etc. Cabe señalar que los compuestos amino son generalmente grupos alcalinos, pero se convierten en compuestos ácidos cuando van acompañados de grupos fuertes que retiran electrones, como los compuestos acilamino y sulfonilamino, que son propensos a perder protones bajo la acción de bases como el hidróxido de sodio y el hidróxido de potasio para formar sales de sodio.
Método de adsorción por neutralización:
Compuestos ácido-base en compuestos iónicos, por lo que se disuelve en agua, con adsorción de carbón activado de impurezas después de la filtración, la eliminación de impurezas y las impurezas mecánicas que no contienen grupos ácido-base, y luego añadir ácido y álcali neutralización de nuevo al estado molecular de los padres, que es el método de reciclaje y purificación de productos ácido-base. Como el carbón activado no adsorbe iones, por lo que hay adsorción de carbón activado causada por la pérdida de negligencia del producto.
Método de neutralización y extracción:
Es un método común de los procesos industriales y laboratorios, utiliza compuestos ácidos y alcalinos de la máquina generan iones disueltos en agua y el estado molecular de los padres disueltos en las características del disolvente de la máquina, mediante la adición de ácido y álcali para que el compuesto de los padres genera iones disueltos en agua para lograr la transferencia de la fase y el uso de disolventes orgánicos no solubles en agua extraer impurezas no ácidas y alcalinas, de modo que se disuelven en el disolvente de la máquina a fin de lograr la separación de impurezas y productos método.
Método de formación de la sal:
Para los compuestos iónicos orgánicos macromoleculares no solubles en agua, los compuestos orgánicos ácido-base pueden ser salados en disolventes orgánicos para precipitar cristales, mientras que las impurezas no salados permanecen en disolventes orgánicos para lograr la separación de los compuestos orgánicos ácido-base y las impurezas no ácido-base, las impurezas orgánicas ácido-base pueden ser separadas por la precipitación de cristales y luego recristalizado, de modo que las impurezas ácido-base de la máquina se separan. Para grandes moléculas de compuestos orgánicos ácido-base de sal en este momento también se puede utilizar para eliminar pequeñas moléculas de compuestos ácido-base se han convertido en sal y las impurezas solubles en agua por lavado con agua. Para los compuestos iónicos orgánicos solubles en agua, puede ser salado en agua, el agua con la destilación azeotrópica o destilación directa para eliminar el residuo con disolventes orgánicos para lavar completamente varias veces, de modo que las impurezas y los productos se separan. Los tres métodos anteriores no están aislados, de acuerdo con la naturaleza de los compuestos y las normas de calidad del producto, el uso de una combinación de métodos, en la medida de lo posible para obtener un producto bastante puro.
(2) Varios disolventes de extracción especiales para máquinas
n-Butanol: La mayoría de los alcoholes de pequeño peso molecular son solubles en agua, como el metanol, el etanol, el isopropanol, el n-propanol, etc. La mayoría de los alcoholes de alto peso molecular no son solubles en agua, pero son lipofílicos para poder disolverse en el disolvente de la máquina. Sin embargo, los disolventes alcohólicos intermedios, como el n-butanol, son un excelente disolvente para la extracción orgánica. El n-butanol es insoluble en agua y comparte las características de los alcoholes de moléculas grandes y pequeñas. Es capaz de disolver algunos compuestos polares que pueden disolverse con alcoholes de moléculas pequeñas, a la vez que es insoluble en agua. Gracias a esta propiedad, el n-butanol puede utilizarse para extraer productos de reacción polares de soluciones acuosas. Butanona: Sus propiedades son intermedias entre las de las cetonas pequeñas y grandes. A diferencia de la acetona, que es soluble en agua, la butanona es insoluble en agua y puede utilizarse para extraer productos del agua.
Acetato de butilo: naturaleza entre pequeñas moléculas y ésteres macromoleculares, la solubilidad en agua es muy pequeña, a diferencia de acetato de etilo en agua tiene una cierta solubilidad, se puede extraer de compuestos de agua, especialmente compuestos de aminoácidos, por lo que en la industria de antibióticos se utiliza comúnmente para extraer cefalosporina, penicilina y otras moléculas grandes que contienen compuestos de aminoácidos.
Éter isopropílico y tert-butil tert-butil éter: naturaleza entre moléculas pequeñas y moléculas grandes del éter, la polaridad de los dos es relativamente pequeña, similar al hexano y al éter de petróleo, la solubilidad de los dos en agua es pequeña. Puede utilizarse como disolvente de cristalización y disolvente de extracción para moléculas de polaridad muy pequeña. También puede utilizarse como disolvente de cristalización y extracción para compuestos con gran polaridad.
(3) Después de hacer la reacción, se debe utilizar primero la extracción para eliminar algunas de las impurezas primero, esto es para aprovechar la naturaleza de las impurezas y productos en diferentes disolventes con diferente solubilidad.
(4) Una solución acuosa de ácido diluido elimina algunas de las impurezas básicas. Por ejemplo, si los reactivos son básicos y los productos neutros, los reactivos básicos pueden lavarse con ácido diluido. Por ejemplo, la acilación de compuestos de amina.
(5) Una solución acuosa de álcali diluido elimina parte de las impurezas ácidas. Si los reactivos son ácidos y los productos neutros, los reactivos ácidos pueden lavarse con álcali diluido. Por ejemplo, esterificación de compuestos carboxílicos.
(6) Lavar con agua algunas de las impurezas solubles en agua. Por ejemplo, para la esterificación de alcoholes inferiores, los alcoholes reactivos solubles en agua pueden lavarse con agua.
(7) Si el producto se va a cristalizar fuera del agua y su solubilidad en solución acuosa es grande, pruebe a añadir sales inorgánicas como cloruro de sodio y cloruro de amonio para reducir la solubilidad del producto en solución acuosa - el método de salazón.
(8) A veces se pueden utilizar dos disolventes orgánicos insolubles como extractante, por ejemplo, la reacción se lleva a cabo en cloroformo, éter de petróleo o n-hexano se puede utilizar como extractante para eliminar algunas de las pequeñas impurezas polares, y a su vez se puede utilizar en la extracción de cloroformo para eliminar las impurezas de la polaridad de los grandes.
(9) dos disolventes mutuamente solubles a veces se añaden a otra sustancia incompatibilidad variable, por ejemplo, en el caso del agua como disolvente, después de la reacción es completa, se puede añadir al sistema de sales inorgánicas de cloruro de sodio, cloruro de potasio para que la saturación de agua, a continuación, añadir acetona, etanol, acetonitrilo y otros disolventes pueden ser extraídos del producto del agua.
(10) Métodos de cristalización y recristalización
El principio básico es utilizar el principio de similitud y compatibilidad. Es decir, compuestos polares con recristalización de disolventes polares, compuestos polares con recristalización de disolventes no polares. Para los compuestos más difíciles de cristalizar, como aceites, geles, etc., a veces se utiliza el método de los disolventes mezclados, pero la mezcla de disolventes requiere mucho conocimiento y a veces sólo puede basarse en la experiencia. El uso general de disolventes polares y disolventes no polares con el principio de colocación se basa generalmente en la polaridad del producto y el tamaño de las impurezas para elegir la proporción de disolventes polares y disolventes no polares. Si la polaridad del producto es grande, la polaridad de las impurezas es pequeña, la proporción de disolventes polares en el disolvente es mayor que la proporción de disolventes no polares; si la polaridad del producto es pequeña, la polaridad de las impurezas es grande, la proporción de disolventes no polares en el disolvente es mayor que la proporción de disolventes polares. Las combinaciones más utilizadas son: alcohol - éter de petróleo, acetona - éter de petróleo, alcohol - n-hexano, acetona - n-hexano, etcétera. Sin embargo, si el producto es muy impuro o impurezas y la naturaleza del producto y su similitud, para obtener el precio de los compuestos puros es un número de recristalización, a veces después de un número de veces no puede ser puro. En este caso, las impurezas que son generalmente más difíciles de eliminar debe ser similar a la naturaleza y la polaridad del producto. La eliminación de impurezas sólo puede considerarse desde la reacción hacia arriba.
Puntos de análisis del desarrollo de procesos de cristalización industrial y diseño de equipos
(11) Destilación de vapor de agua, destilación a presión reducida y métodos de destilación
Este es un método común para purificar compuestos de bajo punto de fusión. En general, la tasa de recuperación de la destilación por descompresión es correspondientemente baja, esto se debe a que con la evaporación continua del producto, la concentración del producto se reduce gradualmente para asegurar que la presión de vapor de saturación del producto sea igual a la presión externa, es necesario elevar continuamente la temperatura para aumentar la presión de vapor de saturación del producto, es evidente que la temperatura no se puede elevar indefinidamente, es decir.es decir, la presión de vapor de saturación del producto no puede ser cero, es decir, el producto no es posible al vapor de la red, debe ser una cierta cantidad de producto que queda en el equipo de destilación dentro del equipo es difícil de componentes volátiles disueltos, un gran número de residuos hacha es la prueba.
Destilación de vapor de agua para compuestos volátiles de bajo punto de fusión de la máquina, hay cerca de la recuperación cuantitativa. Esto es porque en la destilación de agua, hacha todos los componentes más la presión de vapor de saturación de agua e igual a la presión externa, debido a la presencia de un gran número de agua, su presión de vapor de saturación a 100 ℃ ha alcanzado la presión externa, por lo que en el 100 ℃ el siguiente, el producto puede ser con el vapor de agua todo el vapor, la tasa de recuperación es cerca de completa. La destilación de vapor de agua es particularmente adecuado para sistemas con alquitrán. Debido a que el alquitrán en la recuperación del producto tiene dos efectos negativos: uno se ve afectado por la relación de equilibrio, el alquitrán puede disolver parte del producto de modo que no se puede vaporizar a cabo; el segundo es debido al alto punto de ebullición del alquitrán de modo que la destilación de la temperatura del eje es demasiado alta para que el producto sigue descomponiéndose. Destilación de vapor de agua puede estar cerca de la recuperación cuantitativa de los productos a partir de alquitrán, sino también en el proceso de destilación para evitar el sobrecalentamiento de la polimerización del producto, el rendimiento en comparación con la destilación por descompresión aumentó en alrededor de 3-4%. Aunque la destilación de agua puede mejorar la recuperación de los componentes volátiles, sin embargo, la destilación de agua es difícil de resolver el problema de la purificación del producto, debido a que las impurezas volátiles junto con el producto se vaporizó a cabo, esta vez con el método de destilación, no sólo para garantizar la recuperación del producto, sino también para garantizar la calidad del producto. Cabe destacar que la destilación por vapor de agua es sólo un caso especial de la destilación azeotrópica, cuando también se pueden utilizar otros solventes. La destilación azeotrópica no sólo es aplicable al proceso de separación del producto, sino también a la deshidratación del sistema de reacción, a la deshidratación del disolvente, a la deshidratación del producto, etcétera. Tiene las ventajas de un equipo sencillo, un funcionamiento fácil y no consume otras materias primas que el tamiz molecular y el proceso de deshidratación de sales inorgánicas. Por ejemplo: en la producción de ácido aminohidroxámico, debido a la presencia de varios grupos polares en la molécula de amino, carboxilo, etc., que pueden formar enlaces de hidrógeno con agua, alcohol y otras moléculas, de modo que el ácido aminohidroxámico en presencia de un gran número de agua libre y enlaces de hidrógeno, tales como el uso de métodos generales de secado, como el secado al vacío, no sólo consume mucho tiempo, pero también propensos a causar la descomposición del producto, que puede ser utilizado en la destilación azeotrópica para eliminar las moléculas de agua, la operación específica es el ácido aminohidroxámico y metanol a reflujo agitación durante unas horas, el producto puede ser deshidratado. Esto se hace agitando el ácido aminohidroxámico con metanol a reflujo durante unas horas, lo que elimina las moléculas de agua y da ácido aminohidroxámico anhidro. Por ejemplo, cuando el metanol libre o unido por hidrógeno está presente en la molécula, puede eliminarse por reflujo con otro disolvente, como hexano, éter de petróleo, etc. Se puede observar que la destilación azeotrópica ocupa un lugar importante en el proceso de separación de la síntesis orgánica.
(12) Métodos supramoleculares, el uso del reconocimiento molecular para purificar el producto.
(13) El método de decoloración
Generalmente se utiliza carbón activado, gel de sílice y alúmina. El carbón activado adsorbe compuestos no polares y moléculas pequeñas, el gel de sílice y la alúmina adsorben moléculas polares y grandes, como el alquitrán. Para que las impurezas polares y las impurezas no polares existan al mismo tiempo, ambas deben combinarse al mismo tiempo. Es difícil decolorar el sistema de materiales, generalmente con gel de sílice y óxido de aluminio se puede eliminar. Para la decoloración de compuestos ácidos y alcalinos, a veces más difícil, cuando los compuestos ácidos con neutralización alcalina para formar compuestos iónicos y se disolvió en agua para la decoloración, además de las condiciones alcalinas débiles en la decoloración de una eliminación de impurezas alcalinas, sino que también debe ser gradual neutralización del sistema material a la débilmente ácido, y luego decoloración de una eliminación de impurezas ácidas, de modo que el pigmento puede ser completamente eliminado. Del mismo modo, cuando los compuestos alcalinos se neutralizan con ácido a una base débil y se disuelven en agua para la decoloración, además de decolorar una vez en condiciones débilmente ácidas para eliminar las impurezas ácidas, el sistema también debe neutralizarse gradualmente a débilmente alcalino, y luego decolorar una vez para eliminar las impurezas alcalinas.