64365-11-3 / 活性炭在有機合成中的作用

活性炭是有機合成實驗中常用的物質之一，主要用來給化合物脫色除雜。根據化學基礎實驗書上講，活性炭的標準使用方法是在重結晶前熱濾脫色，其實活性炭還有其它用法，巧妙的利用活性炭的性質，區分其優缺點，將給有機合成實驗帶來許多便利。

活性炭在有機合成中的作用主要有脫色、吸附和助濾，通常在活性炭的一次操作過程中，主要表現其中一個方面，其它方面的作用是次要的。

1. 脫色作用

活性炭最常見的作用是脫色，根據與極性分析，活性炭可以視為非極性物質，可以用來吸附非極性和小極性色素，適合在大極性溶劑中使用。物質中含有的色素大多屬于非極性或小極性色素，所以在常用脫色劑中最常用的就是活性炭，最常用的溶劑是水和醇類。一般在需要脫色時，不需要考慮色素的極性，直接以活性炭脫色，通過觀察溶液在脫色前后的變化來判斷脫色效果。

一般的操作過程如下：

待脫色物質加入到一定量溶劑中，加熱全溶，加入一定量活性炭，攪拌一段時間，熱濾，濾液濃縮。待脫色物質為含有可見色素的固體或液體，以固體居多；溶劑量一般為3-10倍，太少不易操作，在熱濾時損失大；太多成本過高，也沒有必要；溶劑一般為大極性溶劑，甲醇、乙醇和水等，如果脫色后需要結晶，一般需要篩選出最適合的溶劑；活性炭加入量一般為溶質（即待脫色物質）的5-10%，視情況可以增減；攪拌時間一般在30分鐘到2小時不等，視情況可以增減；濾液視情況處理，如果脫色前后外觀顏色變化不大，可以再加活性炭重復脫色；如果需要重結晶，直接冷卻結晶或適當濃縮后冷卻結晶；如果待脫色物質是液體，一般濃縮至干。

2. 除雜

這里的雜質主要指不溶物，如無機鹽、灰塵和物理雜質等，活性炭脫色其實也屬于除雜，只是脫色除的是有機可見光吸收雜質。除雜的過程非常簡單，和脫色過程類似，全溶后加活性炭攪拌后直接過濾，濃縮。單純除雜其實可以不加活性炭，直接全溶過濾即可，加活性炭主要是利用其有助濾的作用，對過濾有利。

3. 吸附

吸附主要針對焦油和粘性雜質，這一類物質如果不加活性炭，直接過濾則堵塞過濾介質，以活性炭吸附后一般作用明顯。主要利用吸附作用時，活性炭可以用硅膠或硅藻土代替，區別不大。通常在活性炭的使用過程中，活性炭同時表現出脫色、除雜和吸附三種作用，有色雜質進入活性炭分子內部，焦油和粘性雜質存在于活性炭顆粒之間，在過濾時活性炭助濾了不溶雜質的過濾過程。三種作用不可割裂來看。

活性炭在有機合成中的作用其實很簡單，但活性炭的使用中經常出現其它問題。最常見的問題有：

活性炭脫色效果不佳，多次脫色后濾液顏色仍較重；活性炭脫色損失大，脫色一次損失10%以上；活性炭穿透濾紙濾布，產品中含有少量活性炭；加活性炭過濾時過濾很慢，總堵濾紙濾布；用完活性炭后的反應釜非常難洗，怎么洗都洗不干凈；

活性炭脫色效果不佳通常與色素的極性有關，同一種脫色劑不可能適用所有的色素；脫色損失大，一般是由于產品在活性炭上吸附過大有關；活性炭穿透濾紙濾布，主要原因是活性炭型號選擇有誤；堵塞濾紙濾布除與活性炭型號有關外，還與不溶物粒度有關；至于反應釜難洗，與活性炭本身性質有關。

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