Max_Planck
Химик-эксперт
Ненадежный магазин
Работать только с GARANT
Признанный форумом
Проверенный продавец
Проверенный сервис
Подтвержденный
Заблокирован
- Сообщения
- 855
- Реакции
- 2.205
- Продажи
- 64
- Кешбек
- 255.22$
Доброго вечерка. Сегодня химик с огромным стажем расскажет вам про то, как грамотно делать перекристаллизацию. Именно как ее делают в коммерческих лабораториях, а не по вычиткам с каких-то непонятных источников и сериалов, типа "Во все тяжкие".
Введение.
Зачем вообще нужна перекристаллицация? И, собственно, что можно таким образом очистить? Для тех, кто в танке: перекристаллизация является основным способом для очистки твердых веществ. То есть от кокаина до любых дизайнерских тем от папы Шульгина.
Когда я работал в лаборатории одного НИИ, то мне приходилось заниматься этим по 100 раз на дню. Чистились не только полученные вещества, но также и сами реагенты (субстраты) перед любым синтезом. Спрашивается, а на кой чистить реагенты, которые прям в банке закупорены с завода? Во-первых, многие "варщики" приобретают уже готовые наборы, где прекурсоры могут быть закуплены барыгой и расфасованы, а могут быть сварены самостоятельно (что весьма редко). Такие вещества очищать перед синтезом просто необходимо. В вашем продукте будет меньше говна, синтез пройдет по "ГОСТу", что называется. Иногда это даже влияет на выход продукта. Во-вторых, даже если покупаете реактив в химмагазине, то его всё равно нужно чистить. Качество отечественных реактивов очень дерьмовое. И тут дело не только в том, что плохие технологические схемы промпроизводства используются, но и в хранении. Друг работал технологом при крупном заводе, рассказывал, что для проверок у них все по ГОСТам и нормативам, а в цехах, на деле, как получится. Для многих веществ перебивался срок хранения, что-то даже бадяжилось (кислоты, растворители). Поэтому доверять не стоит купленному из магазина. Китайские реактивы еще хуже, например. Заказали как-то у китайских братьев 1 кг вещества ИКС. Нам предоставили паспорта с физхимическими параметрами, все дела. Сняли спектры, оказалось, что вся партия грязная, ничего заявленному не соответствует.
Я заметил, что многие ребятки с форума вообще не запариваются насчет очистки, некоторые не понимают сути, а другие очищают только продукты синтеза. А ведь очищенное вещество, пусть даже рацемат, можно сразу визуально отличить от грязного. Более того, покупные радости тоже можно и нужно очищать, дабы не тычкать свой организм потенциальными токсикантами. Конечно, если вы купили 1 г грязного амфа, то после перекристаллизации его станет гораздо меньше, если, конечно, там вообще он был.
Немного теории.
В основе метода лежит различие растворимости вещества в растворителе при различных температурах. Что это значит? Допустим, что у нас есть вещество А, которое содержит примеси веществ Б и С. Мы растворяем наше вещество в растворителе, все переходит в раствор, осадка не наблюдаем. Этот процесс идет при нагревании, разумеется. Затем мы остужаем раствор, и первым начинает выпадать вещество А, которое мы фильтруем. Следовательно, примесь из Б и С останется в растворе (маточный раствор). При этом примесь может выпасть в маточном растворе в течение времени, а может и не выпасть вовсе. Но нас это уже не будет интересовать.
Вы спросите, мол, а каким образом первым выпадет именно то вещество, которое мы собираемся чистить? Для этого нужно подобрать нужный растворитель, который имеет ряд требований:
1. Зная вещество, вы можете найти информацию о растворителях, из которых его перекристаллизовывают. Обычно это научные статьи, но бывает и на форумах. Допустим, что вы нашли растворитель в статье, но его нигде не купить. Что делать? Искать растворитель со схожими свойствами. Например, ваше вещество перекристаллизовывается из CH3Cl (хлорметан), а его нет. Попробуйте найти CH2Cl2 (дихлорметан) или CHCl3 (трихлорметан). Скорей всего они подойдут. Или скажем, нет у вас диэтилового эфира, можно попробовать 1,4-диоксан (на форуме его просто диоксаном зовут, иногда даже солянокислым, подразумевая, что через раствор хлороводород пропустили).
На рисунках выше показаны структуры диэтилового эфира и 1,4-диоксана соответственно. Как вы можете наблюдать, они очень похожи. Диоксан как бы замкнут в цикл двумя фрагментами диэтилового эфира. Отсюда и их схожесть по свойствам, как растворителей. Оба они малополярны.
2. Допустим, что вы драг-дизайнер, и варите что-то своё новое, либо просто нигде не нашли информации по очистке вашего чудо-вещества. Как подобрать растворитель в этом случае для перекристаллизации? Для этого вы должны обладать, как минимум, начальными знаниями в органической химии. Именно для того, что уметь пользоваться принципом: "подобное растворяется в подобном". Если вы, скажем, не можете даже понять, какая структура изображена, то не сможете и сопоставить с растворителем нужным по структуре.
Но, я верю, что вы варщик любознательный, что-то да и понимаете. В таком случае вам понадобятся пробирки (либо стаканы/бюксики) штук 10. В них вы будете ставить небольшие эксперименты по растворению вашего вещества в различных растворителях, а также их смесях. Для этого вам нужно будет немного образца и небольшие количества растворителей. В тех случаях, когда вещество в одних растворителях растворяется слишком хорошо, а вдругих - слишком плохо, для перекристаллизации используют смеси растворителей, которые хорошо смешиваются друг с другом. Ну, например:
Вот так химики и мучаются, подбирая растворитель для перекристаллизации для новых синтезированных веществ.
Немного практики.
Если вы дочитали до этих строк, то вам пора поступать в химический ВУЗ - вы прирожденный химик-исследователь (шучу). Самое вкусное теперь в этой части, друзья мои барыги, варщики и испытатели.
Какой же стафф нам понабится:
Делаем песчаную баню.
Как вы могли понять, мы будем иметь дело с нагреванием, а для этого нам нужна плитка. Открытого огня быть не должно, если кто-то вдруг решил на газовой плите нагревать, и ни в коем случае нельзя нагревать стакан на плитке. Открытый огонь - это риск того, что ваш растворитель загорится (а скорей всего это произойдет). Например, диэтиловый эфир воспламеняется на расстоянии нескольких метров от искры за счет сильного испарения. Нагревать на плитке тоже нельзя, так как в процессе нагревания растворитель может "плюнуть" и попасть на разогретую поверхность, что приведет к хэппи хардкору. Я так по молодости выпаривал гексан в стакане, поставив на плитку. Чуть всю лабораторию вместе с молоденькой студенткой не сжег. Чтобы этого всего не произошло, нужно использовать песчаную баню (иногда водяную). Как ее сделать:
Вам понадобится дешевая и тонкая сковорода, песочек (можно с десткой площадки стащить). Насыпаете песок в сковороду, и вуаля. Нагревать саму сковороду нужно на плитке, но не на огне (нежелательно). В химмагазах продают фирменные песчаные бани, но стоят они очень много. Оно вам не надо.
На картинке ниже показано нечто подобное, что вы сможете сделать:
Приступаем к перекристаллизации.
Вариантов тут множество. Я покажу один из самых практичных.
Берем стеклянный стакан, наливаем туда немножко подобранного растворителя, опускаем туда стеклянную палочку и ставим на песчаную баню. Как только пошло нагревание, начинаем засыпать наше вещество до тех пор, пока оно не перестанет растворяться. В общем, делаем перенасыщенынный раствор. Можно делать и наоборот: сначала насыпать вещество, а потом по каплям добавлять растворитель, пока оно полностью не растворится. Палочку во время процесса не вытаскиваем (это спасет от разбрызгивание и "плевания" горячего раствора). Одновременно с этим вы берете второй стакан, наливая туда немного этого же растворителя и ставите на песчаную баню. Второй стакан закрываете стеклянной воронкой или часовым стеклом, чтобы он не улетел раньше времени. Также заранее у вас должен быть подготовлен третий стакан со стеклянной воронкой и бумажным фильтром, через который вы будете фильровать.
Складчатый фильтр делаем по этой схеме:
Итак, как только наше вещество растворитилось (палочкой вы помешали), берете третий стакан с воронкой и фильтром, ставите на песчаную баню. Раствор из первого стакана ОЧЕНЬ БЫСТРО переливаете через фильтр в третий стакан (все это делается на песчаной бане при нагревании). Переливать лучше всего по той самой стеклянной палочке (так делают крутые химики). В процессе вы можете заметить, что на палочке уже кристаллизуется вещество, а частично на фильтре. Именно для этого, все это дело вы смываете горячим растворителем из второго стаканчика, который уже кипит на плитке. После этого первый и второй стакан в раковину, а третий стакан ставите в прохладное место (можно и в холодильник, но будет вонять), вместе с той самой палочкой. Охлаждать можно вентиллятором, либо на сквозняке. Через какое-то время вы заметите выпадение первых кристалликов уже очищенного вещества. Еще через время выпадет все перекристаллизованное вещество. Вам останется отделить эти кристаллы от остатка растворителя. Либо деконтировать (просто слить по краю стакана), либо отфильтровать. В идеале использовать фильтр Шотта низкопористый с колбой Бунзена и водоструйным насосом (это хорошенько бы высушило ваши кристаллы и избавило от остатков растворителя). Кристаллы не забудьте промыть перед тем, как будете их сушить(промывать нужно нейтральным раствором: вода, спирт и т.п., главное не растворите вещество по незнанию).
Послесловие.
Далеко не все нюансы и способы я описал, но и этого вам будет достаточно. Для особо ленивых предлагаю очень простой способ:
Хитрости от Max_Planck'a:
Рецептики я дал для небольших масштабов очистки. Лучше делайте перекристаллизацию малыми объемами. Это надежней и безопасней. Для больших мастшабов используют колбы с обратными холодильниками.
Если у вас небольшой объем, для ускорения кристаллизации можете вылить раствор в чашку Петри (бОльшая площадь охлаждения - выше скорость кристаллизации)
Если кристаллы не хотят выпадать, можете им помочь: потрите стеклянной палочкой по внутренней стенке стаканчика, постоянно опуская его в раствор. Так начнут появляться первые кристаллы. Либо киньте для затравки кристаллик неочищенного вещества, тоже пойдет процесс.
И помните: чистые кристаллы монотонного цвета, красивой геометрии, как правило, прозрачные.
Надеюсь, что вы получили эстетическое удовольствие от статьи.
Введение.
Зачем вообще нужна перекристаллицация? И, собственно, что можно таким образом очистить? Для тех, кто в танке: перекристаллизация является основным способом для очистки твердых веществ. То есть от кокаина до любых дизайнерских тем от папы Шульгина.
Когда я работал в лаборатории одного НИИ, то мне приходилось заниматься этим по 100 раз на дню. Чистились не только полученные вещества, но также и сами реагенты (субстраты) перед любым синтезом. Спрашивается, а на кой чистить реагенты, которые прям в банке закупорены с завода? Во-первых, многие "варщики" приобретают уже готовые наборы, где прекурсоры могут быть закуплены барыгой и расфасованы, а могут быть сварены самостоятельно (что весьма редко). Такие вещества очищать перед синтезом просто необходимо. В вашем продукте будет меньше говна, синтез пройдет по "ГОСТу", что называется. Иногда это даже влияет на выход продукта. Во-вторых, даже если покупаете реактив в химмагазине, то его всё равно нужно чистить. Качество отечественных реактивов очень дерьмовое. И тут дело не только в том, что плохие технологические схемы промпроизводства используются, но и в хранении. Друг работал технологом при крупном заводе, рассказывал, что для проверок у них все по ГОСТам и нормативам, а в цехах, на деле, как получится. Для многих веществ перебивался срок хранения, что-то даже бадяжилось (кислоты, растворители). Поэтому доверять не стоит купленному из магазина. Китайские реактивы еще хуже, например. Заказали как-то у китайских братьев 1 кг вещества ИКС. Нам предоставили паспорта с физхимическими параметрами, все дела. Сняли спектры, оказалось, что вся партия грязная, ничего заявленному не соответствует.
Я заметил, что многие ребятки с форума вообще не запариваются насчет очистки, некоторые не понимают сути, а другие очищают только продукты синтеза. А ведь очищенное вещество, пусть даже рацемат, можно сразу визуально отличить от грязного. Более того, покупные радости тоже можно и нужно очищать, дабы не тычкать свой организм потенциальными токсикантами. Конечно, если вы купили 1 г грязного амфа, то после перекристаллизации его станет гораздо меньше, если, конечно, там вообще он был.
Немного теории.
В основе метода лежит различие растворимости вещества в растворителе при различных температурах. Что это значит? Допустим, что у нас есть вещество А, которое содержит примеси веществ Б и С. Мы растворяем наше вещество в растворителе, все переходит в раствор, осадка не наблюдаем. Этот процесс идет при нагревании, разумеется. Затем мы остужаем раствор, и первым начинает выпадать вещество А, которое мы фильтруем. Следовательно, примесь из Б и С останется в растворе (маточный раствор). При этом примесь может выпасть в маточном растворе в течение времени, а может и не выпасть вовсе. Но нас это уже не будет интересовать.
Вы спросите, мол, а каким образом первым выпадет именно то вещество, которое мы собираемся чистить? Для этого нужно подобрать нужный растворитель, который имеет ряд требований:
- не должен химически взаимодействовать с очищаемым веществом,
- должен хорошо растворять очищаемое вещество при нагревании и плохо на холоду (иначе ждите очень низкий выход продукта реакции),
- должен растворять неплохо и примеси, которые бы выпадали после очищаемого вещества,
- должен хорошо удаляться с поверхности кристаллов (очищаемого вещества) промыванием или высушиванием,
- не должен высоко кипеть (иначе ваше драгоценное вещество может замаслиться, если дойдет до точки плавления),
- стоит выбирать доступный и неядовитый растворитель, желательно не сильно горючий (на форуме видел, что кто-то бензол любит брать, либо толуол, хотя они токсичны).
1. Зная вещество, вы можете найти информацию о растворителях, из которых его перекристаллизовывают. Обычно это научные статьи, но бывает и на форумах. Допустим, что вы нашли растворитель в статье, но его нигде не купить. Что делать? Искать растворитель со схожими свойствами. Например, ваше вещество перекристаллизовывается из CH3Cl (хлорметан), а его нет. Попробуйте найти CH2Cl2 (дихлорметан) или CHCl3 (трихлорметан). Скорей всего они подойдут. Или скажем, нет у вас диэтилового эфира, можно попробовать 1,4-диоксан (на форуме его просто диоксаном зовут, иногда даже солянокислым, подразумевая, что через раствор хлороводород пропустили).
На рисунках выше показаны структуры диэтилового эфира и 1,4-диоксана соответственно. Как вы можете наблюдать, они очень похожи. Диоксан как бы замкнут в цикл двумя фрагментами диэтилового эфира. Отсюда и их схожесть по свойствам, как растворителей. Оба они малополярны.
2. Допустим, что вы драг-дизайнер, и варите что-то своё новое, либо просто нигде не нашли информации по очистке вашего чудо-вещества. Как подобрать растворитель в этом случае для перекристаллизации? Для этого вы должны обладать, как минимум, начальными знаниями в органической химии. Именно для того, что уметь пользоваться принципом: "подобное растворяется в подобном". Если вы, скажем, не можете даже понять, какая структура изображена, то не сможете и сопоставить с растворителем нужным по структуре.
Но, я верю, что вы варщик любознательный, что-то да и понимаете. В таком случае вам понадобятся пробирки (либо стаканы/бюксики) штук 10. В них вы будете ставить небольшие эксперименты по растворению вашего вещества в различных растворителях, а также их смесях. Для этого вам нужно будет немного образца и небольшие количества растворителей. В тех случаях, когда вещество в одних растворителях растворяется слишком хорошо, а вдругих - слишком плохо, для перекристаллизации используют смеси растворителей, которые хорошо смешиваются друг с другом. Ну, например:
- вода-этанол (можно взять водку),
- вода-ацетон,
- вода-уксусная кислота,
- бензол-петролейный эфир,
- хлороформ-петролейный эфир и т.п.
Вот так химики и мучаются, подбирая растворитель для перекристаллизации для новых синтезированных веществ.
Немного практики.
Если вы дочитали до этих строк, то вам пора поступать в химический ВУЗ - вы прирожденный химик-исследователь (шучу). Самое вкусное теперь в этой части, друзья мои барыги, варщики и испытатели.
Какой же стафф нам понабится:
- 3 стеклянных стакана на 50 или 100 мл, термостойкие (это когда на них белый квадратик нарисован),
- стеклянные палочки (и только так),
- 2-3 чашки Петри (из стекла),
- часовое стекло (необязательно),
- фильтровальная бумага (типа синей ленты),
- песчаная баня (расскажу, как сделать, чуть позже),
- нагревательная плитка (но только не с открытой спиралью).
Делаем песчаную баню.
Как вы могли понять, мы будем иметь дело с нагреванием, а для этого нам нужна плитка. Открытого огня быть не должно, если кто-то вдруг решил на газовой плите нагревать, и ни в коем случае нельзя нагревать стакан на плитке. Открытый огонь - это риск того, что ваш растворитель загорится (а скорей всего это произойдет). Например, диэтиловый эфир воспламеняется на расстоянии нескольких метров от искры за счет сильного испарения. Нагревать на плитке тоже нельзя, так как в процессе нагревания растворитель может "плюнуть" и попасть на разогретую поверхность, что приведет к хэппи хардкору. Я так по молодости выпаривал гексан в стакане, поставив на плитку. Чуть всю лабораторию вместе с молоденькой студенткой не сжег. Чтобы этого всего не произошло, нужно использовать песчаную баню (иногда водяную). Как ее сделать:
Вам понадобится дешевая и тонкая сковорода, песочек (можно с десткой площадки стащить). Насыпаете песок в сковороду, и вуаля. Нагревать саму сковороду нужно на плитке, но не на огне (нежелательно). В химмагазах продают фирменные песчаные бани, но стоят они очень много. Оно вам не надо.
На картинке ниже показано нечто подобное, что вы сможете сделать:
Приступаем к перекристаллизации.
Вариантов тут множество. Я покажу один из самых практичных.
Берем стеклянный стакан, наливаем туда немножко подобранного растворителя, опускаем туда стеклянную палочку и ставим на песчаную баню. Как только пошло нагревание, начинаем засыпать наше вещество до тех пор, пока оно не перестанет растворяться. В общем, делаем перенасыщенынный раствор. Можно делать и наоборот: сначала насыпать вещество, а потом по каплям добавлять растворитель, пока оно полностью не растворится. Палочку во время процесса не вытаскиваем (это спасет от разбрызгивание и "плевания" горячего раствора). Одновременно с этим вы берете второй стакан, наливая туда немного этого же растворителя и ставите на песчаную баню. Второй стакан закрываете стеклянной воронкой или часовым стеклом, чтобы он не улетел раньше времени. Также заранее у вас должен быть подготовлен третий стакан со стеклянной воронкой и бумажным фильтром, через который вы будете фильровать.
Складчатый фильтр делаем по этой схеме:
Итак, как только наше вещество растворитилось (палочкой вы помешали), берете третий стакан с воронкой и фильтром, ставите на песчаную баню. Раствор из первого стакана ОЧЕНЬ БЫСТРО переливаете через фильтр в третий стакан (все это делается на песчаной бане при нагревании). Переливать лучше всего по той самой стеклянной палочке (так делают крутые химики). В процессе вы можете заметить, что на палочке уже кристаллизуется вещество, а частично на фильтре. Именно для этого, все это дело вы смываете горячим растворителем из второго стаканчика, который уже кипит на плитке. После этого первый и второй стакан в раковину, а третий стакан ставите в прохладное место (можно и в холодильник, но будет вонять), вместе с той самой палочкой. Охлаждать можно вентиллятором, либо на сквозняке. Через какое-то время вы заметите выпадение первых кристалликов уже очищенного вещества. Еще через время выпадет все перекристаллизованное вещество. Вам останется отделить эти кристаллы от остатка растворителя. Либо деконтировать (просто слить по краю стакана), либо отфильтровать. В идеале использовать фильтр Шотта низкопористый с колбой Бунзена и водоструйным насосом (это хорошенько бы высушило ваши кристаллы и избавило от остатков растворителя). Кристаллы не забудьте промыть перед тем, как будете их сушить(промывать нужно нейтральным раствором: вода, спирт и т.п., главное не растворите вещество по незнанию).
Послесловие.
Далеко не все нюансы и способы я описал, но и этого вам будет достаточно. Для особо ленивых предлагаю очень простой способ:
- Берем стакан, наливаем туда немного растворителя, опускаем стеклянную палочку.
- Ставим на плитку (если не боитесь), но лучше на песчаную баньку. Нагреваем.
- Начинаем насыпать наше чудо-вещество, делая перенасыщенный раствор (для особо непонятливых - гугл).
- После того, как всё растворилось, вытаскиваем стакан и охлаждаем.
- Ждем выпадение осадка, фильтруем, промываем и сушим.
Хитрости от Max_Planck'a:
Рецептики я дал для небольших масштабов очистки. Лучше делайте перекристаллизацию малыми объемами. Это надежней и безопасней. Для больших мастшабов используют колбы с обратными холодильниками.
Если у вас небольшой объем, для ускорения кристаллизации можете вылить раствор в чашку Петри (бОльшая площадь охлаждения - выше скорость кристаллизации)
Если кристаллы не хотят выпадать, можете им помочь: потрите стеклянной палочкой по внутренней стенке стаканчика, постоянно опуская его в раствор. Так начнут появляться первые кристаллы. Либо киньте для затравки кристаллик неочищенного вещества, тоже пойдет процесс.
И помните: чистые кристаллы монотонного цвета, красивой геометрии, как правило, прозрачные.
Надеюсь, что вы получили эстетическое удовольствие от статьи.
Последнее редактирование:
