第三章 合成药物工艺研究3-5节

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第三节 溶剂的选择和溶剂化效应 溶剂用途 化学反应过程、结晶过程 溶剂选择原则 稳定性(惰性) 溶剂作用 稀释剂、反应传热、增加分子间接触， 加快反应速度

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结晶与重结晶溶剂的选择1、溶剂作用 除去粗产品中副反应产生的杂质 2、结晶除杂原理 根据产品与杂质在溶剂中溶解度的差别 达到提纯产品

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3、溶剂选择原则 ⊙惰性物质 ⊙只溶解目的产物 ⊙ 温度对溶解度影响大(室温溶解度小)A 溶解度 B

C

温度

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溶剂的极性和分类 溶剂的种类繁多 ， 颇难以一种有效 溶剂的种类繁多， 的方式把它们分类， 但为对溶剂概 的方式把它们分类 ， 貌做一说明， 貌做一说明 ， 可从四个角度对溶剂 分类。 分类。

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按溶剂的液态结构分类

分子溶剂(分子熔融体，涉及分子间力) 分子溶剂(分子熔融体，涉及分子间力) 离子溶剂(熔盐，涉及离子键) 离子溶剂(熔盐，涉及离子键) 原子溶剂(低熔点金属，涉及金属键) 原子溶剂(低熔点金属，涉及金属键)

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按溶剂的物理常数分类 按沸点可大致分为： 按沸点可大致分为：– 低沸点溶剂(在常压下，沸点低于 低沸点溶剂(在常压下，沸点低于100℃) ℃ – 中沸点溶剂(在常压下 ， 沸点在 中沸点溶剂 ( 在常压下，沸点在100-150℃ ℃ 之间) 之间) – 高沸点溶剂(在常压下，沸点高于150℃) 高沸点溶剂(在常压下，沸点高于 ℃

按介电常数、偶极矩可分为： 按介电常数、偶极矩可分为：– 极性溶剂 – 非极性溶剂 介电常数大极性强 偶极矩大极性强

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按溶剂对溶质所表现的性质分 拉平溶剂 (使各种电解质完全的电离而具有同等强度) 使各种电解质完全的电离而具有同等强度) 在水中都完全电离， 如 HClO4、H2SO4、HNO3、HCl在水中都完全电离， 在水中都完全电离 表现为强酸，因此水是这些酸的拉平溶剂。 表现为强酸，因此水是这些酸的拉平溶剂。 区分溶剂 (使各种电解质呈现不同程度的电离而具有不同的强 度), 如 HClO4、H2SO4、HNO3、HCl在乙酸中则 在乙酸中则 能区分出它们的强度，乙酸是这些酸的区分溶剂。 能区分出它们的强度，乙酸是这些酸的区分溶剂。

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按溶剂的质子传递情况分 质子溶剂(又称两性溶剂)(有质子自递作用) 质子溶剂(又称两性溶剂)(有质子自递作用) )(有质子自递作用 中性溶剂(均等两性溶剂)(接受质子和给出质 中性溶剂(均等两性溶剂)(接受质子和给出质 )( 子能力相同， 子能力相同，如H2O) ) 碱性溶剂(亲质子溶剂)(易接受质子，如NH3) 碱性溶剂(亲质子溶剂)(易接受质子， )(易接受质子 酸

性溶剂(给质子溶剂)(易给出质子 如 酸性溶剂(给质子溶剂)(易给出质子,如H2SO4、 )(易给出质子 HF) ) 非质子溶剂(无质子自递作用，如SO2、BrF3) 非质子溶剂(无质子自递作用，

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介电常数在表征溶剂特性方面起重要作用。 介电常数在表征溶剂特性方面起重要作用。– 介电常数的大小说明什么呢？这可从介电常数的定义理解。 介电常数的大小说明什么呢？这可从介电常数的定义理解。 当将溶剂置于电容器的两块带电金属板中间时， 当将溶剂置于电容器的两块带电金属板中间时，这两块金属 板间的电场强度E低于在真空中的电场强度 比值E 板间的电场强度 低于在真空中的电场强度E0,比值 0 / E定 低于在真空中的电场强度 定 义为介电常数。 义为介电常数。 – 具有诱导偶极或永久偶记的分子在电场作用下强制地形成有 序排列，即被极化，极化作用越强，电场强度下降越多，因 序排列，即被极化，极化作用越强，电场强度下降越多， 此通常分子极性较强的液体，其介电常数也较大。 此通常分子极性较强的液体，其介电常数也较大。

F

=

Q 1Q 4 πε r 2

2

– 离子型或离子成分大的物质一般易溶于高介电常数的溶剂， 离子型或离子成分大的物质一般易溶于高介电常数的溶剂， 而难溶于低介电常数的溶剂。 而难溶于低介电常数的溶剂。

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溶剂 H2 O NH3

常见的无机溶剂及其主要物性熔点/℃ 熔点 ℃ 0 -77.7 沸点/℃ 沸点 ℃ 100 -33.4 介电常数(25℃ 介电常数 ℃) 78.5 16.9 电导率/(S·m-1 ) 电导率 5×10-5(25℃) × ℃ 1×10-9(-33℃) × ℃

H2SO4 10.4 HF SO2 BrF3 -89.4 -75.5 8.8

320 19.5 -10.1 125.8

100 60(19℃) ℃ 17.4(-19℃) ℃ 107

1.04(20℃) ℃ 1.4×10-3(-15℃) × ℃ 4×10-6(-10℃) × ℃ 8×10-1(25℃) × ℃

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第四节 反应温度的影响1、反应速度常数K

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2、反应速度、反应温度、活化能关系

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