Question

17．以乳糖、玉米浆为原料在微生物作用下得到含青霉素（-8mg/L）的溶液，过滤掉微生物后，溶液经下列萃取和反萃取过程（已略去所加试剂），可得到较高浓度的青霉素钠盐．流程为：先调pH=2后加入有机溶剂，再调pH=7.5，加水；反复此过程，最后加丁醇，得到产物纯的青霉素钠盐．（流程图如下）

已知青霉素结构简式为
（1）为什么在pH=2时加乙酸戊酯？能不能用酒精代替乙酸戊酯？
（2）在pH=7.5时，加水的目的是什么？

Answer 1

分析 先将滤液调到pH=2后加入有机溶剂乙酸戊酯萃取青霉素，再调pH=7.5，此时青霉素以RCOO^-形式存在，加水可溶解青霉素；反复该萃取和反萃取过程，最后加丁醇，得到产物纯的青霉素钠盐，据此结合萃取操作要求进行解答．

解答 解：先将滤液调到pH=2后加入有机溶剂乙酸戊酯萃取青霉素，再调pH=7.5，此时青霉素以RCOO^-形式存在，加水可溶解青霉素；反复该萃取和反萃取过程，最后加丁醇，得到产物纯的青霉素钠盐，
（1）根据青霉素的结构简式可知，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减小，可从滤液中萃取出青霉素；由于酒精与水溶液互溶，不能用酒精做萃取剂萃取青霉素，
答：在pH=2时加乙酸戊酯的原因是青霉素以RCOOH存在，可溶于乙酸戊酯；由于酒精与水互溶，无法萃取出青霉素，所以不能用酒精代替乙酸戊酯；
（2）萃取出的有机层在pH=7.5时青霉素以RCOO^-形式存在，加入水可溶解青霉素，以便下一步出现萃取，
答：在pH=7.5时，加水的目的是青霉素以RCOO^-形式存在，可溶于水．

点评 本题考查了物质分离、提纯的实验方案的设计，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握萃取操作方法及萃取剂的选用条件，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．