Органические растворители. 
Правила работы с органическими растворителями в лаборатории микробиологческого синтеза

Органические растворители широко применяются в лабораториях органической химии при проведении синтезов, при очистке продуктов реакции и при изучении физических свойств веществ. В зависимости от назначения растворителя требования к его чистоте различны. В качестве растворителей могут быть использованы индивидуальные вещества или смесь веществ (бензин, петролейный эфир и др.). Растворители без примеси воды, как было указано выше, называются абсолютными (абсолютный спирт, абсолютный эфир). Ниже рассмотрены свойства, способы очистки н абсолютирования некоторых растворителей.

Петролейный эфир (т. кип. 30−8р'С) является смесью предельных углеводородов. В тех случаях, когда нужна более узкая фракция петролейного эфира, его подвергают фракционной перегонке. В петролейном эфире в качестве примеси могут быть непредельные углеводороды. Для их удаления петролейный эфир встряхивают с небольшим количеством серной кислоты или олеума, затем с раствором перманганата, подкисленного серной кислотой. После этого углеводородный слой тщательно промывают водой, сушат сначала хлоридом кальция, потом натрием и перегоняют.

Бензол (т. кип. 80,1 `С; т. пл. 5,5 'С). Поступающий в продажу бензол может содержать до 0,15% тиофена (ГОСТ 5955−68). Для хроматографии применяют бензол, соответствующий ТУ 22П-15−69. Бензол образует с водой азеотропную смесь, которая кипит при 69,25 С и содержит 91,17% бензола. Растворимость воды в бензоле при 20 «С составляет 0,06%. При перегонке увлажненного бензола, после того как собрано около 10% дистиллята, в приемник начинает поступать безводный бензол. Последний хранят над натрием. Бензол огнеопасен: температура вспышки его равна -11 °С. Пары бензола образуют с воздухом взрывоопасную смесь с температурой самовоспламенения 540 °C. Бензол ядовит. При попадании на кожу он всасывается и вызывает отравление. Особенно сильное отравление и даже со смертельным исходом может наступить при вдыхании паров бензола.

Хлороформ (т. кип. 61,2 °С). Поступающий в продажу хлороформ содержит этиловый спирт для связывания фосгена, образующегося при окислении хлороформа (ГОСТ 3160−51). Хлороформ хранят в темных склянках, так как свет ускоряет его окисление. Для очистки хлороформ встряхивают с концентрированной серной кислотой, промывают водой, сушат хлоридом кальция и перегоняют. На 100 мл хлороформа берут 5 мл концентрированной серной кислоты.

С водой и спиртом хлороформ образует азеотропную смесь с температурой кипения 55,5 °С. В этой смеси содержится 3,5% воды и 4% спирта. При соприкосновении с натрием происходит взрыв! Хлороформ обладает наркотическим действием и сравнительно высокой токсичностью.

Четыреххлористый углерод (ГОСТ 5827−68, Т. кип. 76,8 С) можно обезводить азеотропной перегонкой. Азеотропная смесь содержит 4,1% воды и кипит при 66 °C. Тройная азеотропная смесь с водой (4,3%) и этиловым спиртом (9,7%о) кипит при 61,8 °С. Четыреххлористый углерод применяют как невоспламеняющийся и негорючий растворитель. Он обладает меньшим, чем хлороформ, наркотическим действием, но по токсичности превосходит его. Вызывает головную боль, судороги, потерю сознания, тяжелые поражения печени и почек.

Эфир диэтиловый (эфир, серный эфир) (т. кип. 34,6 °С). Поступающий в продажу эфир может содержать в качестве примесей воду, спирт, ацетальдегид и в зависимости от длительности хранения и тщательности упаковки большее или меньшее количество крайне взрывоопасных полимерных пероксидов. На свету окисление эфира кислородом воздуха, приводящее к образованию пероксидиых соединений, ускоряется. Для обнаружения пероксидов несколько миллилитров эфира встряхивают с равным по объему количеством 2%-ного раствора иодида калия, подкисленного разбавленной соляной кислотой. При наличии пероксидов эфирный слой окрашивается в бурый цвет, а добавление крахмала приводит к появлению синего окрашивания. Для разложения пероксидов эфир встряхивают в делительной воронке со свежеприготовленным 5%-ным раствором железного купороса, подкисленного небольшим количеством серной кислоты. Для очистки 1 л эфира берут примерно 100−120 мл раствора. От значительных количеств пероксидов эфир очищают, пропуская через колонку с активированным оксидом алюминия; 82 г оксида алюминия достаточно для очистки 700 мл эфира. Перед перегонкой эфира содержащиеся в нем пероксидные соединения необходимо разрушить, так как при перегонке, особенно при попытке, отогнать эфир досуха, пероксиды могут взорваться. В 100 г эфира растворяется 6,59 г воды, а в 100 г воды — 1,47 г эфира. Эфир образует с водой азеотропную смесь, которая кипит при 34,15 °С и содержит 1,26°/о воды. Поэтому обезводить эфир путем перегонки не представляется возможным. Для получения абсолютного эфира не содержащий пероксидов эфир многократно встряхивают с концентрированным раствором хлорида кальция (200 мл на 1 л эфира), наливают в темную склянку, в которую насыпают безводный хлорид кальция (10% от массы абсолютируемого эфира), и закрывают корковой пробкой. Через 1−2 дня эфир фильтруют в сухую склянку, в которой эфир сушат тонко нарезанным натрием или натриевой проволокой (0,5 —1% от массы эфира). Склянка должна быть закрыта корковой пробкой с хлоркальциевой трубкой. Высушенный над натрем эфир перегоняют в присутствии нескольких кусочков свеженарезанного натрия. Абсолютный эфир хранят над небольшим количеством натрия в темных склянках, закрытых корковой пробкой с хлоркальциевой трубкой. В нем хорошо растворяются многие классы неполярных и полярных органических соединений. Он используется для экстрагирования органических веществ, в том числе из водных растворов. Благодаря низкой температуре кипения эфира из его растворов могут быть легко выделены не только твердые, но и жидкие органические соединения. Эфир устойчив к действию щелочей и щелочных металлов. Он широко применяется в качестве растворителя при различных синтезах и прежде всего при проведении синтезов с помощью металлорганических соединений. В таких случаях при правильном ведении процесса отвод теплоты можно полностью обеспечить за счет кипения эфира и последующего возвращения эфира из обратного холодильника в реакционную массу. Эфир очень легко воспламеняется. Температура вспышки эфира равна —41 °С. Пары эфира тяжелее воздуха и образуют с ним взрывоопасную смесь, температура воспламенения которой 164 °C. При работе с эфиром, во избежание несчастных случаев, необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Нельзя работать с большими количествами эфира. Рекомендуется при перегонке собирать в один приемник не более 300 мл эфира. Эфир ядовит и при работе с ним следует исключить проникновение его паров в дыхательные пути.

Тетрагидрофуран (т. кип. 66 °С). Выпускается в соответствии с ТУ 8П-121−68. Смешивается с водой во всех отношениях. Подобно эфиру, может содержать взрывоопасные пероксидные соединения. Для их разрушения тетрагидрофуран кипятят с хлоридом меди (1) 0,4% от массы тетрагидрофурана). Для абсолютирования тетрагидрофуран встряхивают с твердым едким кали, который берут в таком количестве, чтобы отслаивающаяся водная фаза представляла собой 50%- ный раствор щелочи. Последнюю отделяют, тетрагидрофуран кипятят 1 ч с едким кали, перегоняют и для окончательного обезвоживания выдерживают над натрием. Тетрагидрофуран можно абсолютировать двухдневным кипячением с оксидом кальция. Тетрагидрофуран применяют в качестве растворителя при проведении различных реакций и, в частности, при синтезах с помощью металлорганических соединений, восстановлении алюмогидридом лития. Тетрагидрофуран огнеопасен: температура вспышки его равна -20°С, температура самовоспламенения паров в воздухе 465 °C.

Этиловый спирт (т. кип. 78,33 °С). Широко используется в виде ректификата, который представляет собой азеотропную смесь с температурой кипения 78,17 °С, содержащую 95,6% этанола и 4,4% воды (ТУ 19П 39−69). Содержание воды в спирте определяют по плотности, пользуясь соответствующими таблицами. Ректификат применяется в качестве растворителя при проведении целого ряда синтезов и для кристаллизации органических соединений. Абсолютный спирт (99,5%-ный) в промышленном масштабе получают перегонкой ректификата с бензолом (ГОСТ 5962−67). При этом отгоняется азеотропная смесь, которая кипит при 64,85°С и содержит 18,5% спирта, 74,1% бензола и 7,4% воды. В лабораторных условиях обезвоживание ректификата можно производить и путем кипячения его на протяжении 6 ч с оксидом кальция (на 1 л 95,6%-кого спирта берут 250 г технического оксида кальция, предварительно прокаленного в течение 2 ч в электрической мечи). При этом также получается 99,5%-ный спирт. Дальнейшее обезвоживание спирта производят, например, с помощью магния. В колбу с обратным холодильником, снабженным хлоркальциевой трубкой, помещают 5 г магниевой стружки, приливают 75−100 мл 99%-ного спирта и прибавляют 0,5 г иода. Смесь нагревают до начала экзотермической реакции. После прекращения кипения содержимое колбы нагревают до полного растворения магния. Затем прибавляют 900 мл 99%-ного спирта, кипятят 30 мин и перегоняют абсолютный спирт, тщательно предохраняя дистиллят от влаги. Этиловый спирт легко воспламеняется: температура вспышки 13° С. Пары спирта образуют с воздухом взрывоопасную смесь с температурой самовоспламенения 404° С.

Ацетон (т. кип. 56,2° С). Выпускается в соответствии с ГОСТ 2803-б3. В ацетоне хорошо растворяются органические, принадлежащие к различным классам, и некоторые неорганические соли. Смешивается с водой в любых соотношения. Для удаления воды из ацетона последний сушат поташом. Если в ацетоне в качестве примеси содержатся альдегиды, то для их удаления ацетон нагревают с перманганатом калия или обрабатывают оксидом серебра. Для этого к 700 мл ацетона прибавляют Раствор 3 г нитрата серебра в 30 мл воды и 8 мл 10%-ного раствора едкого натра. После взбалтывания в течение 10 мим ацетон фильтруют и перегоняют. Ацетон огнеопасен: температура вспышки его равна -18 С. Пары ацетона образуют с воздухом взрывоопасную смесь с температурой самовоспламенения 465 С.

Этилацетат (т. кип. 77,1°С). Выпускается в соответствии с МРТУ б-09−6515−70. При хранении этилацетата в нем в результате гидролиза могут накапливаться небольшие количества уксусной кислоты и этилового спирта. Для удаления уксусной кислоты к этилацетату добавляют немного гидрокарбоната натрия. Через некоторое время осадок отфильтровывают, и фильтрат взбалтывают с насыщенным раствором хлорида кальция или же перегоняют с небольшим количеством оды (2 г воды на 500 г эфира); спирт и вода отгоняются в первой фракции. Этилацетат огнеопасен: температура вспышки его равна 2 °C. Пары этилацетата образуют с воздухом взрывоопасную смесь с температурой самовоспламенения 400 °C.