Реактивы и материалы:
Колбу для паровой дистилляции заполняют очищаемым Р2Р, а затем наполовину заполняют заранее подготовленным раствором карбоната калия. Рис. 1
Подключается конденсатор пара, и вся установка для паровой дистилляции собрана. Количество пара из парогенератора должно быть больше того, которое образуется при обычном кипячении P2P в колбе (т.е. колба с P2P должна быть меньше по объему, чем парогенератор). Рис. 2
Массу в перегонной колбе регулируют для достижения равномерного и постоянного кипения без гидравлических ударов (в колбу добавляют небольшие кипящие камни из керамики или стекла для предотвращения ударов; в случае гидравлических ударов при кипении в колбу добавляют небольшое количество дистиллированной воды для нормализации процесса кипения). Перегонку продолжают до тех пор, пока в приемную колбу не перестанет поступать вода с маслянистыми каплями Р2Р. Рис 3
Внешний вид P2P в перегонной колбе во время процесса. Рис 4
В перегонной колбе на дне остаются тяжелые нерастворимые примеси. Рис 5
Вода, перегнанная вместе с P2P. Рис 6
Для облегчения всплытия P2P и улучшения процесса разделения готовят раствор хлорида натрия. Дистиллированную воду с P2P наливают в большую сепарационную воронку и добавляют приготовленный раствор хлорида натрия. Эмульсии дают осесть в течение определенного времени (не менее пары часов). Затем нижний водный слой сливают, так как он содержит небольшое остаточное количество эмульгированного фенилацетона, который можно повторно использовать для перегонки с новыми порциями P2P. Рис 7
Слой, содержащий P2P, сливается в контейнер с силикагелем для сушки и дальнейшего использования. Рис 8
Полученный P2P представляет собой продукт с чистотой не менее 99%. Процесс дистилляции занимает 2 дня, а выход составляет 100,02 грамма, что соответствует 68,98%. Рис 9
Бисульфитное производное P2P получают путем добавления грязного P2P (без растворителей) к равному объему концентрированного бисульфита натрия при очень интенсивном перемешивании до полной кристаллизации. Рис 11
Бисульфитное производное P2P нерастворимо в диэтиловом эфире, что облегчает отмывку от примесей. Его также можно быстро промыть бутанолом, в котором бисульфитное производное P2P также плохо растворимо. Однако из-за кислотных свойств спиртов произойдет разложение с выделением P2P, который необходимо будет снова отделить от маточного раствора. После промывки бисульфитное производное P2P добавляют к раствору карбоната калия или натрия, где P2P высвобождается и может быть отделено от щелочного раствора, промыто водным раствором хлорида натрия, отфильтровано, если необходимо, и высушено на силикагеле. Рис 12
- 145 мл нерафинированного P2P, полученного восстановлением P2NP с помощью борогидрида
- 300-400 мл 10%-ного водного раствора карбоната калия
- 4 л дистиллированной воды
- 500 мл (100 г хлорида натрия) 20%-ного водного раствора хлорида натрия
- Колбы объемом 1 л, 2 л, 500 мл и 250 мл
- мензурки
- Воронка
- 2-литровая сепарационная воронка
- Шарообразный конденсатор
- Стеклянные адаптеры
- Тефлоновая паровая трубка
- Нагреватель
Выполнение процесса очистки P2P с помощью паровой дистилляции
Колбу для паровой дистилляции заполняют очищаемым Р2Р, а затем наполовину заполняют заранее подготовленным раствором карбоната калия. Рис. 1Подключается конденсатор пара, и вся установка для паровой дистилляции собрана. Количество пара из парогенератора должно быть больше того, которое образуется при обычном кипячении P2P в колбе (т.е. колба с P2P должна быть меньше по объему, чем парогенератор). Рис. 2
Массу в перегонной колбе регулируют для достижения равномерного и постоянного кипения без гидравлических ударов (в колбу добавляют небольшие кипящие камни из керамики или стекла для предотвращения ударов; в случае гидравлических ударов при кипении в колбу добавляют небольшое количество дистиллированной воды для нормализации процесса кипения). Перегонку продолжают до тех пор, пока в приемную колбу не перестанет поступать вода с маслянистыми каплями Р2Р. Рис 3
Внешний вид P2P в перегонной колбе во время процесса. Рис 4
В перегонной колбе на дне остаются тяжелые нерастворимые примеси. Рис 5
Вода, перегнанная вместе с P2P. Рис 6
Для облегчения всплытия P2P и улучшения процесса разделения готовят раствор хлорида натрия. Дистиллированную воду с P2P наливают в большую сепарационную воронку и добавляют приготовленный раствор хлорида натрия. Эмульсии дают осесть в течение определенного времени (не менее пары часов). Затем нижний водный слой сливают, так как он содержит небольшое остаточное количество эмульгированного фенилацетона, который можно повторно использовать для перегонки с новыми порциями P2P. Рис 7
Слой, содержащий P2P, сливается в контейнер с силикагелем для сушки и дальнейшего использования. Рис 8
Полученный P2P представляет собой продукт с чистотой не менее 99%. Процесс дистилляции занимает 2 дня, а выход составляет 100,02 грамма, что соответствует 68,98%. Рис 9
Методы очистки P2P
При производстве P2P, особенно при использовании нерафинированных исходных реагентов и растворителей, постоянно возникают сложности с проведением дальнейших синтезов и, что самое главное, с получением желаемого выхода продукта. Для достижения желаемых результатов синтеза необходимо очистить исходный P2P от примесей.
Существует несколько методов очистки P2P от примесей, включая очистку через бисульфитное производное и простую паровую дистилляцию. Каждый из этих методов подходит для конкретных условий работы.
Бисульфитный метод. При этом P2P селективно реагирует с бисульфитом натрия, образуя соединение в виде кристаллической кремообразной массы. Рис. 10
Существует несколько методов очистки P2P от примесей, включая очистку через бисульфитное производное и простую паровую дистилляцию. Каждый из этих методов подходит для конкретных условий работы.
Бисульфитный метод. При этом P2P селективно реагирует с бисульфитом натрия, образуя соединение в виде кристаллической кремообразной массы. Рис. 10
Бисульфитное производное P2P получают путем добавления грязного P2P (без растворителей) к равному объему концентрированного бисульфита натрия при очень интенсивном перемешивании до полной кристаллизации. Рис 11
Бисульфитное производное P2P нерастворимо в диэтиловом эфире, что облегчает отмывку от примесей. Его также можно быстро промыть бутанолом, в котором бисульфитное производное P2P также плохо растворимо. Однако из-за кислотных свойств спиртов произойдет разложение с выделением P2P, который необходимо будет снова отделить от маточного раствора. После промывки бисульфитное производное P2P добавляют к раствору карбоната калия или натрия, где P2P высвобождается и может быть отделено от щелочного раствора, промыто водным раствором хлорида натрия, отфильтровано, если необходимо, и высушено на силикагеле. Рис 12
P2P, полученный этим методом, соответствует коммерческим характеристикам, указанным в паспорте безопасности (SDS).
Процессы взаимодействия P2P с бисульфитом натрия и взаимодействия бисульфитного производного с карбонатом протекают согласно схеме 1.
Процессы взаимодействия P2P с бисульфитом натрия и взаимодействия бисульфитного производного с карбонатом протекают согласно схеме 1.
Недостатком этого метода является проблематичность кристаллизации, особенно при больших объемах, превышающих 1 литр. Кроме того, получение бисульфита натрия и промывка полученного производного могут быть затруднены при использовании спиртов. Выход при использовании спиртов составляет 40-50% от чистого P2P, а также требует повторной изоляции от маточного раствора.
Паровая дистилляция. Паровая дистилляция - простой, но трудоемкий метод очистки высококипящих веществ. В данном исследовании сильно загрязненный P2P, полученный из некристаллизованного P2NP путем восстановления борогидридом натрия, был очищен с помощью паровой дистилляции. Паровую дистилляцию нерафинированного P2P рекомендуется проводить в присутствии карбоната калия для дополнительного удаления примесей.
Процесс дистилляции можно интенсифицировать, используя парогенераторы с небольшим давлением и объемной производительностью. При непрерывном и постоянном производстве дистиллированную воду (при отсутствии изменения цвета и примесей), отделенную от P2P, рекомендуется возвращать в цикл дистилляции для приготовления раствора карбоната калия, сокращая общие потери дорогого и дефицитного P2P.
При проектировании установки для паровой дистилляции больших объемов P2P (5 л и выше) следует тщательно продумать пропускную способность конденсатора, чтобы избежать перепадов давления в парогенераторе, которые могут привести к взрыву.
P2P, полученный методом паровой дистилляции, имеет чистоту не менее 99%.Выход P2P составляет 68%.
При комбинировании методов получения бисульфитного производного с последующим его разложением раствором карбоната калия и паровой дистилляцией можно достичь чистоты P2P 99,9% и выше, но выход P2P составляет 40-50%. Это было подтверждено соответствующими аналитическими методами, такими как TLC и рефрактометрия. Рис. 13
Паровая дистилляция. Паровая дистилляция - простой, но трудоемкий метод очистки высококипящих веществ. В данном исследовании сильно загрязненный P2P, полученный из некристаллизованного P2NP путем восстановления борогидридом натрия, был очищен с помощью паровой дистилляции. Паровую дистилляцию нерафинированного P2P рекомендуется проводить в присутствии карбоната калия для дополнительного удаления примесей.
Процесс дистилляции можно интенсифицировать, используя парогенераторы с небольшим давлением и объемной производительностью. При непрерывном и постоянном производстве дистиллированную воду (при отсутствии изменения цвета и примесей), отделенную от P2P, рекомендуется возвращать в цикл дистилляции для приготовления раствора карбоната калия, сокращая общие потери дорогого и дефицитного P2P.
При проектировании установки для паровой дистилляции больших объемов P2P (5 л и выше) следует тщательно продумать пропускную способность конденсатора, чтобы избежать перепадов давления в парогенераторе, которые могут привести к взрыву.
P2P, полученный методом паровой дистилляции, имеет чистоту не менее 99%.Выход P2P составляет 68%.
При комбинировании методов получения бисульфитного производного с последующим его разложением раствором карбоната калия и паровой дистилляцией можно достичь чистоты P2P 99,9% и выше, но выход P2P составляет 40-50%. Это было подтверждено соответствующими аналитическими методами, такими как TLC и рефрактометрия. Рис. 13
Спойлер.
Выпуск видео по паровой дистилляции P2P ожидается очень скоро! Видеоматериалы уже редактируются!!!
Last edited by a moderator:
