《药学专业基本技能训练》

华东理工大学2014—2015学年第一学期研究生《药学专业基本技能训练》课程考查 2015.1班级学号姓名开课学院任课教师___等__成绩__________在不知不觉中，我的研究生生活已经度过了大半年。

在这半年里我学到了许多在大学里学不到的知识。

在大学中，我们主要是学习基本的化学及药学知识，大部分时间都是坐在教室里学习，在实验室里的时间比较少，实验操作比较少，致使我们的实验技能比较缺乏。

进入研究生之后，学习任务偏向于实验，注重的是实验操作及实验技能的提高。

在研一阶段，我们还没有接触太多的课题，主要是跟着师姐学习一些基本的操作技能，积累经验，即所谓的“练手”。

在我们实验课题组中，大部分时间都是在实验室里度过的，这对我们有很大的帮助，可以在早些阶段就熟悉实验室生活，接触一些化学实验，提高实验技能。

下面，我就将我在这半年里所学习到的实验方面的知识及实验技能做一下简单的介绍。

第一：柱层析在化学实验室里，柱层析是经常使用的一种实验操作。

在我们实验室中，经常用到的柱层析就是分配色谱，柱层析操作时，先在圆柱管中先填充不溶性基质，形成一个固定相。

将样品加到柱子上，用特殊溶剂洗脱，溶剂组成流动相。

在样品从柱子上洗脱下来的过程中，根据样品混合物中各组分在固定相和流动相中分配系数不同，经多次反复分配将组分分离。

装柱子（添硅胶）时，有两种方法：即湿法装柱和干法装柱，二者各有优劣。

不论干法还是湿法，硅胶（固定相）的上表面一定要平整，并且硅胶（固定相）的高度一般为15cm左右，太短了可能分离效果不好，太长了也会由于扩散或拖尾导致分离效果不好。

湿法装柱是先把硅胶用适当的溶剂拌匀后，再填入柱子中，然后再加压用淋洗剂“走柱子”，本法最大的优点是一般柱子装的比较结实，没有气泡。

干法装柱则是直接往柱子里填入硅胶，然后再轻轻敲打柱子两侧，至硅胶界面不再下降为止，然后再填入硅胶至合适高度，最后再用油泵直接抽，这样就会使得柱子装的很结实。

接着是用淋洗剂“走柱子”，一般淋洗剂是采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。

通常上面加压，下面再用油泵抽，这样可以加快速度。

干法装柱较方便，但最大的缺陷在于“走柱子”时，由于溶剂和硅胶之间的吸附放热（可以用手摸柱子明显感觉到），容易产生气泡，这一点在使用低沸点的淋洗剂时如乙醚，二氯甲烷更为明显。

虽然产生的气泡在加压的情况下不易察觉，但是，一旦撤去压力，如在上样、加溶剂等操作的时候，气泡就会释放出来，严重时，整个柱子变花，样品不可能平整地通过，当然也就谈不上分离了。

解决的办法是：第一、硅胶一定要填结实；第二、一定要用较多的溶剂“走柱子”，一定要到柱子的下端不再发烫，恢复到室温后再撤去压力。

上样也有干法和湿法之分：干法就是把待分离的样品用少量溶剂溶解后，在加入少量硅胶，拌匀后再旋去溶剂。

如此得到的粉末再小心加到柱子的顶层。

干法上样较麻烦，但可以保证样品层很平整。

湿法上样就是用少量溶剂（最好就是展开剂，如果展开剂的溶解度不好，则可以用一极性较大的溶剂，但必须少量）将样品溶解后，再用胶头滴管转移得到的溶液，沿着层析柱内壁均匀加入。

然后用少量溶剂洗涤后，再加入。

湿法较方便，熟手一般采用此法。

上样完毕后，接着即用淋洗剂淋洗。

淋洗剂一般采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。

由于层析柱和薄板的不同，即使两者使用的硅胶都相同，但是在把TLC分析得到的展开剂用在柱层析时，也显得极性偏大，所以要稀释一倍，但又不能稀释太多，否则成了靠扩散作用来分离，效果也不会好。

下面呢，我就一个实例来详细的介绍一下我们在实验室的柱层析操作。

例如苯乙酮溴代，在实验室中做苯乙酮溴代，一般情况下会得到两种溴代产物，即单溴代和二溴代，但我们想要的是单溴代的产物，所以需要借助柱层析将双溴代的副产物去掉。

我们选用干法装柱和干法上样。

首先，我们需要装柱。

具体操作如下：选择一根良好的柱子，将柱子用水洗干净再用甲醇冲洗一遍，用吹风机吹干。

在柱子的底部加一层石英砂，目的是装上硅胶后硅胶不会再洗脱剂的洗脱下被冲掉。

然后在石英砂上面填装硅胶，硅胶的高度需要根据自己的底物而定，然后再在硅胶的上面铺一层石英砂，将硅胶与底物隔开。

将装好的柱子在泵上抽15到20分钟，目的是赶走硅胶中的气泡。

柱子抽好以后，要用石油醚简单的润一下柱子，目的有两个，一是可以赶走硅胶缝隙中残余的气泡，二是将一些硅胶中吸附的小极性杂质洗掉。

其次是上样，上样我们大多数情况下选择干法上样。

首先将单溴代和双溴代产物用石油醚溶解，然后根据两者的量加入粗硅胶，一般是100到200目，硅胶的量大约是需柱层析物质的二倍。

然后通过旋转蒸发仪将石油醚蒸掉到成粉状，物质就会均匀地吸附在硅胶上。

将吸附在硅胶上的样品加在硅胶柱上，然后在样品上面铺一层硅胶，目的是防止加入洗脱剂是将样品重散，防止单溴代和双溴代物质交叉。

将样品加入后，下一步是用洗脱剂进行洗脱。

在洗脱剂的种类和配比需要根据物质而定，在这个实例中，我选择的是石油醚：乙酸乙酯=120:1。

在加入洗脱剂之前还是选择用石油醚润洗一下，目的是将样品中的小极性杂质去掉。

在用石油醚冲洗两遍后加入洗脱剂进行洗脱。

在这个实验中，因为我们所需的单溴代产物有共轭结构，可以在紫外下显色。

我们可以根据这一特点选择什么时候收集样品。

因为二溴代的物质极性比单溴代的要小，所以双溴代物质会先出来，等双溴代物质全部出来以后我们在收集我们所需的单溴代产物。

这就是整个柱层析过程。

第二：重结晶重结晶(recrystallization)是将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。

重结晶可以使不纯净的物质获得纯化，或使混合在一起的盐类彼此分离。

意义：从有机合成反应分离出来的固体粗产物往往含有未反应的原料、副产物及杂质，必须加以分离纯化，重结晶是分离提纯纯固体化合物的一种重要的、常用的分离方法之一。

原理：利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度不同或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同而使它们相互分离。

固体有机物在溶剂中的溶解度随温度的变化易改变，通常温度升高，溶解度增大；反之，则溶解度降低。

对于前一种常见的情况，加热使溶质溶解于溶剂中，当温度降低，其溶解度下降，溶液变成过饱和，从而析出结晶。

由于被提纯化合物及杂质的溶解度的不同，可以分离纯化所需物质。

适用范围：它适用于产品与杂质性质差别较大、产品中杂质含量小于5 %的体系。

重结晶提纯法的一般过程：选择溶剂溶解固体趁热过滤去除杂质晶体的析出晶体的收集与洗涤晶体的干燥1、溶剂选择在进行重结晶时，选择理想的溶剂是一个关键，理想的溶剂必须具备下列条件：（1）不与被提纯物质起化学反应。

（2）在较高温度时能溶解多量的被提纯物质；而在室温或更低温度时，只能溶解很少量的该种物质。

（3）对杂质溶解非常大或者非常小（前一种情况是要使杂质留在母液中不随被提纯物晶体一同析出；后一种情况是使杂质在热过滤的时候被滤去）。

（4）容易挥发（溶剂的沸点较低），易与结晶分离除去。

（5）能给出较好的晶体。

（6）无毒或毒性很小，便于操作。

（7）价廉易得。

经常采用以下试验的方法选择合适的溶剂：取0.1g目标物质于一小试管中，滴加约1mL溶剂，加热至沸。

若完全溶解，且冷却后能析出大量晶体，这种溶剂一般认为可以使用。

如样品在冷时或热时，都能溶于1mL溶剂中，则这种溶剂不可以使用。

若样品不溶于1mL沸腾溶剂中，再分批加入溶剂，每次加入0.5mL，并加热至沸。

总共用3mL热溶剂，而样品仍未溶解，这种溶剂也不可以使用。

若样品溶于3mL以内的热溶剂中，冷却后仍无结晶析出，这种溶剂也不可以使用。

2、固体物质的溶解原则上为减少目标物遗留在母液中造成的损失，在溶剂的沸腾温度下溶解混合物，并使之饱和。

为此将混合物置于烧瓶中，滴加溶剂，加热到沸腾。

不断滴加溶剂并保持微沸，直到混合物恰好溶解。

在此过程中要注意混合物中可能有不溶物，如为脱色加入的活性炭、纸纤维等，防止误加过多的溶剂。

溶剂应尽可能不过量，但这样在热过滤时，会因冷却而在漏斗中出现结晶，引起很大的麻烦和损失。

综合考虑，一般可比需要量多加20%甚至更多的溶剂。

3、杂质的除去热溶液中若还含有不溶物，应在热水漏斗中使用短而粗的玻璃漏斗趁热过滤。

过滤使用菊花形滤纸。

溶液若有不应出现的颜色，待溶液稍冷后加入活性炭，煮沸5分钟左右脱色，然后趁热过滤。

活性炭的用量一般为固体粗产物的1%-5%。

4、晶体的析出将收集的热滤液静置缓缓冷却（一般要几小时后才能完全），不要急冷滤液，因为这样形成的结晶会很细、表面积大、吸附的杂质多。

有时晶体不易析出，则可用玻棒磨擦器壁或加入少量该溶质的结晶，引入晶核，不得已也可放置冰箱中促使晶体较快地析出。

5、晶体的收集和洗涤把结晶通过抽气过滤从母液中分离出来。

滤纸的直径应小于布氏漏斗内径！抽滤后打开安全瓶活塞停止抽滤，以免倒吸。

用少量溶剂润湿晶体，继续抽滤，干燥。

6、晶体的干燥纯化后的晶体，可根据实际情况采取自然晾干，或烘箱烘干。

下面我以对硝基苯乙酮溴代的例子来详细的介绍一下重结晶的具体操作。

在室温下对硝基苯乙酮溴代会得到单溴代和双溴代两种物质，而且两者都是固体，可以通过重结晶分离。

单溴代和二溴代对硝基苯乙酮都溶于甲醇，但溶解度都不是很好，所以选择用甲醇来重结晶。

首先加少量的甲醇，物质很少时可以用吹风机热溶，慢慢地加入甲醇，直到刚好溶解。

然后，静置，由于单溴代溶液是达到过饱和，而且在室温下溶解度不是很好，静置一段时间后会有晶体析出。

双溴代的产物量比较少，没有达到过饱和，在室温下不容易析出，所以通过这种方法就可以将两种物质分开。

重结晶的操作比较简单，关键是选择一种合适的溶剂。

第三：减压蒸馏液体的沸点是指它的饱和蒸气压等于外界压力时的温度，因此液体的沸点是随外界压力的变化而变化的，如果借助于真空泵降低系统内压力，就可以降低液体的沸点，这便是减压蒸馏操作的理论依据。

减压蒸馏是分离和提纯有机化合物的常用方法之一。

它特别适用于那些在常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质。

液体的沸腾温度指的是液体的蒸气压与外压相等时的温度。

外压降低时，其沸腾温度随之降低。

在蒸馏操作中，一些有机物加热到其正常沸点附近时，会由于温度过高而发生氧化、分解或聚合等反应，使其无法在常压下蒸馏。

若将蒸馏装置连接在一套减压系统上，在蒸馏开始前先使整个系统压力降低到只有常压的十几分之一至几十分之一，那么这类有机物就可以在较其正常沸点低得多的温度下进行蒸馏。

减压蒸馏装置主要由蒸馏、抽气（减压）、安全保护和测压四部分组成。

蒸馏部分由蒸馏瓶、克氏蒸馏头、毛细管、温度计及冷凝管、接受器等组成。

克氏蒸馏头可减少由于液体暴沸而溅入冷凝管的可能性；而毛细管的作用，则是作为气化中心，使蒸馏平稳，避免液体过热而产生暴沸冲出现象。