Question

17．以乳糖、玉米漿為原料在微生物作用下得到含青霉素（-8mg/L）的溶液，過濾掉微生物后，溶液經下列萃取和反萃取過程（已略去所加試劑），可得到較高濃度的青霉素鈉鹽．流程為：先調pH=2后加入有機溶劑，再調pH=7.5，加水；反復此過程，最后加丁醇，得到產物純的青霉素鈉鹽．（流程圖如下）

已知青霉素結構簡式為
（1）為什么在pH=2時加乙酸戊酯？能不能用酒精代替乙酸戊酯？
（2）在pH=7.5時，加水的目的是什么？

Answer 1

分析 先將濾液調到pH=2后加入有機溶劑乙酸戊酯萃取青霉素，再調pH=7.5，此時青霉素以RCOO^-形式存在，加水可溶解青霉素；反復該萃取和反萃取過程，最后加丁醇，得到產物純的青霉素鈉鹽，據此結合萃取操作要求進行解答．

解答 解：先將濾液調到pH=2后加入有機溶劑乙酸戊酯萃取青霉素，再調pH=7.5，此時青霉素以RCOO^-形式存在，加水可溶解青霉素；反復該萃取和反萃取過程，最后加丁醇，得到產物純的青霉素鈉鹽，
（1）根據青霉素的結構簡式可知，青霉素以RCOOH存在，可溶于乙酸戊酯，而乙酸戊酯在水中溶解度減小，可從濾液中萃取出青霉素；由于酒精與水溶液互溶，不能用酒精做萃取劑萃取青霉素，
答：在pH=2時加乙酸戊酯的原因是青霉素以RCOOH存在，可溶于乙酸戊酯；由于酒精與水互溶，無法萃取出青霉素，所以不能用酒精代替乙酸戊酯；
（2）萃取出的有機層在pH=7.5時青霉素以RCOO^-形式存在，加入水可溶解青霉素，以便下一步出現萃取，
答：在pH=7.5時，加水的目的是青霉素以RCOO^-形式存在，可溶于水．

點評 本題考查了物質分離、提純的實驗方案的設計，題目難度中等，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵，注意掌握萃取操作方法及萃取劑的選用條件，試題培養了學生的分析能力及化學實驗能力．