2010年,约翰内斯堡大学化学系合成与催化研究中心Michelle Lawton等人在JOC上发表了一篇题为“Drying of Organic Solvents: Quantitative Evaluation of the Efficiency of Several Desiccants”的论文,该研究通过对几种干燥方法进行了定量评估,给出了四氢呋喃(THF),甲苯,二氯甲烷(DCM),乙腈,甲醇和乙醇等实验室常用溶剂最适合的干燥方法,令人意想不到的是,干燥溶剂最快可能只需要冲一根柱子的时间。截止目前,这篇文章的点击量已经超过9.4万人次,可见其受欢迎的程度。
四氢呋喃
THF是合成实验室中的主要溶剂之一。没有经过处理的THF含水量超过100ppm,实验室里通常先用KOH进行预干燥,然后加入钠丝回流加热(二苯甲酮作为指示剂)直至溶液变蓝,处理后含水量降低至约43ppm的。研究人员发现,使用20%m/v的3Å分子筛干燥72小时,THF的含水量可低至4ppm水平。使用硅胶进行干燥效果稍差,在给定的时间内,较细的颗粒具有优异的干燥效率。
更简单的方法是让THF单次通过活性氧化铝柱,含水量可降低至5.9ppm水平,干燥效果可与分子筛相媲美。所以,研究人员建议如果想快速干燥,可以选择中性氧化铝做干燥剂,如果需要储存,可以在3Å分子筛上储存。
甲苯
实验室里通常先用CaCl2,CaH2或CaSO4进行预干燥,然后加入钠丝加热回流直至溶液变蓝(二苯甲酮作为指示剂),处理后含水量从225 ppm降低到约34 ppm。其实,制备“超干”甲苯大可不必这么麻烦!
更简单的方法:将“湿”甲苯在3Å分子筛上储存24小时,或将其简单地通过硅胶柱即可轻松提供含水量低于2ppm的“超干”甲苯。
二氯甲烷
二氯甲烷本身不是特别吸水,即使市售的DCM也具有低水含量,所以相对容易干燥。实验室最常用的干燥方法是加入CaH2加热回流,处理后样品含水量约为13 ppm。
更简单的方法:只需将二氯甲烷储存在活化的3Å分子筛上,或过一根28-200目的硅胶柱即可得到含水量在个位数ppm范围内的“超干”二氯甲烷。
乙腈
乙腈是一种极性,非质子溶剂,具有高溶剂化能力,因为对水具有高亲和力,所以很难干燥。有报道P2O5在乙腈除水方面特别有效,静态干燥24 h的后留下9 ppm的残留水。研究人员发现,用3Å分子筛或中性氧化铝处理乙腈可轻松制得残留水分极低的超干溶剂。所以通过中性氧化铝然后在3Å分子筛中储存是一种更可靠、更快速的获得干燥乙腈的方法。该方法的可靠性通过使用更大的样品量进行了检查。
甲醇、乙醇
低级醇通常通过Mg/I2 (0.5 g Mg/L)干燥,干燥后含水量为53ppm左右。其他干燥剂包括KOH,BaO和CaO。研究人员发现,甲醇在20%m/v 3Å分子筛中存储5天,可以达到最佳干燥效果,水含量降至约10 ppm。乙醇的行为类似,至少需要10%m/v3Å分子筛在氮气下10天或20%m/v5天。
粉末状KOH证明是一种对甲醇和乙醇相当有效的干燥剂,可在预干燥步骤中使用,然后将其储存在活化的3Å分子筛上以提供最高的干燥效率。