蘇 艷，范娜娜

（寧夏大學化學化工學院，寧夏銀川 750021）

化學工程

1HNMR法在乙酸乙酯/石油醚混合溶劑回收中的應(yīng)用

蘇 艷，范娜娜

（寧夏大學化學化工學院，寧夏銀川 750021）

乙酸乙酯與石油醚是有機合成實驗室常用消耗最多的溶劑，如何因地制宜的對相應(yīng)的溶劑進行回收利用具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文通過1HNMR-標準曲線法建立了乙酸乙酯、石油醚二組分體系中乙酸乙酯含量對1HNMR特定吸收區(qū)間積分值的標準曲線，通過此方法可確定回收的乙酸乙酯/石油醚混合溶劑中兩種組分的比例，在此基礎(chǔ)上可以通過添加其中的一種溶劑來配制其他任意比例的混合溶劑體系，從而達到將回收溶劑有效再利用的目的。

1HNMR；乙酸乙酯；石油醚；混合溶劑；回收

乙酸乙酯與石油醚是有機合成實驗室常用消耗最多的溶劑，主要是因為研究人員通常優(yōu)先選擇這兩種溶劑作為洗脫劑進行柱層析分離?？紤]到環(huán)境保護以及成本控制兩方面的因素，研究人員通常需要對所用的溶劑進行回收使用[1]。一般情況下，溶劑分離是通過精餾的手段實現(xiàn)的[2]。要進行精餾首先要購置昂貴的精餾設(shè)備，而新購置的設(shè)備往往意味著需要新的場地與工作人員，這對于一般的有機合成實驗室來講一方面是時間和人力的消耗，另一方面從空間與經(jīng)濟的因素考慮也較難實現(xiàn)，因此，如何因地制宜的對相應(yīng)的溶劑進行回收利用具有十分重要的現(xiàn)實意義。

因為NMR共振技術(shù)在有機化學研究中具有不可替代的作用[3]，大部分能夠開展相關(guān)研究的高校及研究所都配備了相應(yīng)的核磁共振波譜儀。而旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在有機合成實驗室中已經(jīng)是非常普及的儀器，可以用其對柱層析后的洗脫劑進行有效的減壓蒸餾，從而實現(xiàn)混合溶劑的回收。本文擬通過1HNMR方法來確定通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀回收的乙酸乙酯/石油醚混合溶劑中相關(guān)組分的比例?？紤]到合成實驗室一般會將回收的乙酸乙酯石油醚重新配制成各種比例的混合溶劑用于柱層析分離過程中，因此只需要知道回收溶劑中二者的比例，總可以通過添加乙酸乙酯或者石油醚得到預(yù)期的組成比例的洗脫劑。

有機化合物1HNMR的一個特征就在于出峰面積與相關(guān)氫的數(shù)目成正比關(guān)系。乙酸乙酯是純凈物，其在1HNMR上信號分別位于1.26 ppm、2.05 ppm以及4.12 ppm，三種氫的積分比例為3:3:2，盡管石油醚是一種以C6為主的各種烷烴混合物，但是其出峰位置基本固定，其信號分別位于0.88 ppm與1.26 ppm附近，由于上述物質(zhì)在1.26 ppm的信號重疊，因此通過檢測2.05 ppm或者4.12 ppm的信號強度與0.88 ppm以及1.26 ppm附近的信號強度總和之間的比例關(guān)系可以用來確定乙酸乙酯、石油醚的比例關(guān)系。在本實驗中，主要檢測的是2.05 ppm的信號強度所對應(yīng)的比例關(guān)系。

1 實驗部分

單一溶劑的回收通過蒸餾就可實現(xiàn)，而對于乙酸乙酯、石油醚這樣的二組分混合體系，由于其沸點相差較小，用旋蒸儀進行蒸餾回收后得到的溶劑依然為兩種組分的混合體系，由于溶劑具有揮發(fā)性，回收后的混合體系中各組分所占比例均已發(fā)生變化，因此回收后就需要通過有效的檢測方法測得其中任一組分的含量以確定混合溶劑的具體比例，以達到重復(fù)利用的目的。部分參考數(shù)據(jù)（見表1）。

表1 參考數(shù)據(jù)

1.1 實驗試劑及儀器

表2 實驗試劑及儀器

1.2 標準曲線的繪制實驗以及相關(guān)函數(shù)關(guān)系的確定

1.2.1 溶液的配制 取乙酸乙酯和石油醚配制成28份不同體積比的混合溶劑，混合溶劑的總體積為100 mL，乙酸乙酯的含量從0～100%變化（見表3）。

表3 乙酸乙酯在混合溶劑中含量Y（%）及對應(yīng)的2.05 ppm處吸收峰積分值X

表3 乙酸乙酯在混合溶劑中含量Y（%）及對應(yīng)的2.05 ppm處吸收峰積分值X（續(xù)表）

1.2.21HNMR譜的測定 取少量已配制好的混合溶劑，以氘代氯仿為溶劑，分別測28份混合溶劑的1HNMR。積分時將石油醚特征吸收峰所在的區(qū)間（0.88 ppm以及1.26 ppm附近）積分面積定為100，為了避免誤差，適當擴大積分區(qū)間為0.50～1.90，固定該區(qū)間不變，以此為標準進行積分，則只有乙酸乙酯所對應(yīng)的特征吸收峰積分面積發(fā)生變化，不同比例的混合溶劑對應(yīng)不同的積分值，以乙酸乙酯2.05 ppm處積分值對其含量作圖可得標準曲線（見圖1）。

圖1 乙酸乙酯2.05 ppm處吸收峰積分值X對其含量Y的標準曲線

1.2.3 標準曲線的繪制 在直角坐標系中，以乙酸乙酯（EA）在2.05 ppm處的吸收峰積分值作為X軸，以混合溶劑中乙酸乙酯的含量作為Y軸，28份混合溶劑對應(yīng)28組數(shù)值（見表3），在origin7.0軟件中，X對Y作圖，即可得到一條標準曲線（見圖1）。

對曲線進行多項式擬合即可得乙酸乙酯2.05 ppm處吸收峰積分值與其含量的對應(yīng)關(guān)系為：

Y%=1.83+2.92X-0.036X2+1.77e-4X3（注：Y 為乙酸乙酯在混合溶劑中的含量，X為乙酸乙酯1HNMR譜圖2.05 ppm所對應(yīng)的積分值）。

1.2.4 驗證實驗 配制三個特定比例的乙酸乙酯/石油醚混合溶劑，混合均勻后取少量測其1HNMR，讀出2.05 ppm處的積分值，即X，代入標準曲線解析式計算得出Y值。對比所設(shè)定值與計算得到的值，得到相應(yīng)的誤差值（見表4）。

表4 驗證實驗

通過表4數(shù)據(jù)可知，應(yīng)用上述標準曲線法計算所得混合溶劑各組分含量與設(shè)定值相吻合，誤差較小，證明該方法可以較準確的測定混合溶劑中乙酸乙酯的含量，從而確定混合溶劑中兩種組分的比例。

2 結(jié)論

利用1HNMR-標準曲線法可以簡單便捷的測出乙酸乙酯、石油醚混合溶劑的比例，通過驗證實驗可知，應(yīng)用該標準曲線可以準確的測得混合溶劑中乙酸乙酯的含量，從而確定混合溶劑中兩種組分的比例，在此基礎(chǔ)上可以通過添加其中的一種溶劑來配制所需比例的混合溶劑體系。此方法的建立，可以有效幫助有機實驗室中這兩種溶劑的回收循環(huán)使用，具有一定的實際意義。

［1］孫茂發(fā)，蔣凡軍.有機溶劑回收技術(shù)淺析［J］.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2009，（10）：39-41.

［2］張志剛，徐世民，張衛(wèi)江，李鑫鋼.萃取精餾分離苯和環(huán)己烷的二元混合溶劑［J］.天津大學學報，2006，39（4）：424-427.

［3］黃憶寧，李芝芬，劉瑞麟.NMR法研究Na+在二元混合溶劑中的溶劑化［J］.物理化學學報，1986，2（2）：133-140.

The recycling of mixed ethyl acetate（EA）and petroleum ether（PE）using1HNMR

SU Yan，F(xiàn)AN Nana
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Ningxia University，Yinchuan Ningxia 750021，China）

Ethyl acetate（EA）and petroleum ether（PE）are the most commonly used solvents in organic synthesis laboratories,it is of great practical significance to make use of the recycling solvent.In this paper,we established a method combining1HNMR and standard curve methods to get the content of EA in mixed EA/PE solvent as the content of EA in this two component system will be related to the integral value of the specific absorption peak in its1HNMR spectrogram.Through this method,we can get the ratio of the two mixed compo－nents,and it efficiently insured the recycling of this waste EA/PE.If different ratios are needed，we only need to add more EA or PE.

1HNMR；ethyl acetate；petroleum ether；mixed solvent；recycling

TQ028.1

A

1673-5285（2017）10-0111-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.10.029

2017－09-19

2015年寧夏大學自然科學基金：有機混合溶劑的回收與再利用，項目編號：ZR15025。

蘇艷（1987－），博士，講師，碩士生導師（有機化學）。首批“種子計劃-寧夏青年人才托舉工程”入選者。主要研究方向：1、有機合成方法學研究（不對稱催化反應(yīng)及其導向的功能性手性小分子合成）；2、簡單藥物分子及天然產(chǎn)物分子的合成，郵箱：suyan@nxu.edu.cn。