无水无氧实验操作讲解
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无水无氧实验操作技术在我们的实验研究工作中经常会遇到一些特殊的化合物,有许多是对空气敏感的物质——怕空气中的水和氧;为了研究这类化合物——合成、分离、纯化和分析鉴定,必须使用特殊的仪器和无水无氧操作技术。
否则,即使合成路线和反应条件都是合适的,最终也得不到预期的产物。
所以,无水无氧操作技术已在有机化学和无机化学中较广泛的运用。
目前采用的无水无氧操作分三种:(1)高真空线操作(Vacuum-line);(2)Schlenk操作;(3)手套箱操作(Glove-box)。
由于Schlenk操作的特点是在惰性气体气氛下(将体系反复抽真空——充惰性气体),使用特殊的玻璃仪器进行操作;这一方法排除空气比手套箱好,对真空度要求不太高(由于反复抽真空——充惰性气体),更安全,更有效。
其操作量从几克到几百克,一般的化学反应(回流、搅拌、滴加液体及固体投料等)和分离纯化(蒸馏、过滤、重结晶、升华、提取等)以及样品的储藏,转移都可用此操作,因此已被广泛运用。
这节课我们就重点介绍双排管操作技术。
由于无水无氧操作技术主要对象是对空气敏感的物质,操作技术是成败的关键。
稍有疏忽,就会前功尽弃,因此对操作者要求特别严格。
1:实验前必须进行全盘的周密计划。
由于无氧操作比一般常规操作机动灵活性小,因此实验前对每一步实验的具体操作、所用的仪器、加料次序、后处理的方法等等都必须考虑好。
所用的仪器事先必须洗净、烘干。
所需的试剂、溶剂需先经无水无氧处理。
2:在操作中必须严格认真、一丝不苟、动作迅速、操作正确。
实验时要先动脑后动手。
3:由于许多反应的中间体不稳定,也有不少化合物在溶液中比固态时更不稳定,因此无氧操作往往需要连续进行,直到拿到较稳定的产物或把不稳定的产物贮存好为止。
操作时间较长,工作比较艰苦。
操作者应该不怕苦、不怕累、操作者之间还应相互协作,互相支持,共同完成实验任务。
一:双排管操作的实验原理双排管是进行无水无氧反应操作的一套非常有用的实验仪器,其工作原理是:两根分别具有5—8个支管口的平行玻璃管,通过控制它们连接处的双斜三通活塞,对体系进行抽真空和充惰性气体两种互不影响的实验操作,从而使体系得到我们实验所需要的无水无氧的环境要求。
史兰克技术引言史兰克技术(Schlenk Line)也称无水无氧操作技术,是一套惰性气体的净化及操作系统。
通过这套系统,可以将无水无氧惰性气体导入反应系统,从而使反应在无水无氧气氛中顺利进行。
无水无氧操作线主要由除氧柱、干燥柱、Na-K合金管、截油管、双排管、真空计等部分组成.由于Schlenk操作(双排管操作)的特点是在惰性气体气氛下(将体系反复抽真空——充惰性气体),使用特殊的玻璃仪器进行操作;这一方法排除空气比手套箱好,对真空度要求不太高(由于反复抽真空——充惰性气体),更安全,更有效。
其操作量从几克到几百克,一般的化学反应(回流、搅拌、滴加液体及固体投料等)和分离纯化(蒸馏、过滤、重结晶、升华、提取等)以及样品的储藏,转移都可用此操作,因此已被广泛运用。
由于无水无氧操作技术主要对象是对空气敏感的物质,操作技术是成败的关键。
稍有疏忽,就会前功尽弃,因此对操作者要求特别严格。
1:实验前必须进行全盘的周密计划。
由于无氧操作比一般常规操作机动灵活性小,因此实验前对每一步实验的具体操作、所用的仪器、加料次序、后处理的方法等等都必须考虑好。
所用的仪器事先必须洗净、烘干。
所需的试剂、溶剂需先经无水无氧处理。
2:在操作中必须严格认真、一丝不苟、动作迅速、操作正确。
实验时要先动脑后动手。
Schlenk操作对于空气和水高度敏感的化合物如正丁基锂的制备和处理,通常用Schlenk技术。
原理惰性气体在一定压力下由鼓泡器导入安全管经干燥柱初步除水,再除氧,再除去因除氧而产生的微量水分,继而通过Na-K合金管以除去残余的水和氧。
如果该体系也不能引入氮气的话再将气体通入锂屑或灼热的镁屑,最后经过截油管进入双排管。
在干燥柱中,常填充脱水能力强并可再生的干燥剂,如5A分子筛;在除氧柱中则选用除氧效果好并能再生的除氧剂,如银分子筛。
经过这样的脱水除氧系统处理后的惰性气体,就可以导入到反应系统或其他操作系统。
事前准备要对干燥柱和除氧柱进行活化。
严格无水无氧反应标准操作引言:有些反应,尤其是做手性金属催化等对氧气或水气非常敏感的时候,反应成功与否与人的操作的因素有很大关系,如果做这类反应的时候条件不严格,一旦反应失败,究其原因,到底是因为反应操作不当导致体系存在水或氧气而破坏反应环境,还是因为反应本身、底物活性不够等原因导致的,是没有办法确定的,同时出现的影响因素太多。
对于筛选反应条件(方法学研究)来讲,基本前提是要保证每次改变的反应条件只有一个,而如果操作不严格,每次改变的影响因子至少在两个以上,这样得到的实验数据是不可靠的,对以后类似的工作以及下一步该如何决定也没有太大的、太可靠的参考价值。
因此在做对水或氧气敏感的反应(无水无氧反应)操作的时候应尽可能贴近严格的标准操作,再找反应失败原因时可以以此作为参考,否则因为人为原因而误认为反应本身有问题,进而得出一些错误判断如放弃等等,得不偿失。
对于最简单的处理条件当然是用手套箱来做,但在没有手套箱的条件下如何做到条件基本接近的操作呢?本文对这部分内容也会进行讲述,毕竟不是所有实验室或机构都有条件采购专门的手套箱。
目录:1. 平行小试(常温)2. 平行小试(高沸点溶剂加热条件)3. 无水溶剂的短期储藏、取用4. 无手套箱时单个反应的严格无水无氧操作1.平行小试(常温)玻璃仪器:Synthware 反应试管(厚壁耐压,普通的或天玻的试管不适合做此类操作,当心炸掉)所用大型设备:手套箱一般是5个试管一捆,用两根橡皮筋捆起来,放到手套箱里面的搅拌器来做。
称量,加样(每根试管通常都做200mg左右原料),反应都是手套箱里隔绝水氧进行。
2.平行小试(高沸点溶剂加热条件)玻璃仪器:Synthware 反应试管所用大型设备:手套箱一般也是5个一捆,在手套箱里称量,加样。
然后用封口膜和胶带封口,注意准备好的试管需要拿到外面通风橱里的搅拌器加热。
其中:1和2的优点:初期摸索条件快速,一个搅拌器,同一时间可做多个反应,快捷高效。
无水无氧实验操作技术在我们的实验研究工作中常常会碰到一些特别的化合物,有许多是对空气敏感的物质——怕空气中的水和氧;为了研究这类化合物——合成、分开、纯化和分析鉴定,必需使用特别的仪器和无水无氧操作技术。
否则,即使合成路线和反应条件都是合适的,最终也得不到预期的产物。
所以,无水无氧操作技术已在有机化学和无机化学中较广泛的运用。
目前采纳的无水无氧操作分三种:(1)高真空线操作(Vacuum-line);(2)Schlenk操作;(3)手套箱操作(Glove-box)。
由于Schlenk操作的特点是在惰性气体气氛下(将体系反复抽真空——充惰性气体),使用特别的玻璃仪器进行操作;这一方法排除空气比手套箱好,对真空度要求不太高(由于反复抽真空——充惰性气体),更安全,更有效。
其操作量从几克到几百克,一般的化学反应(回流、搅拌、滴加液体及固体投料等)和分开纯化(蒸馏、过滤、重结晶、升华、提取等)以及样品的储藏,转移都可用此操作,因此已被广泛运用。
这节课我们就重点介绍双排管操作技术。
由于无水无氧操作技术主要对象是对空气敏感的物质,操作技术是成败的关键。
稍有疏忽,就会前功尽弃,因此对操作者要求特别严格。
1:实验前必需进行全盘的严密计划。
由于无氧操作比一般常规操作机动灵活性小,因此实验前对每一步实验的具体操作、所用的仪器、加料次序、后处理的方法等等都必需合计好。
所用的仪器事先必需洗净、烘干。
所需的试剂、溶剂需先经无水无氧处理。
2:在操作中必需严格认真、一丝不苟、动作迅速、操作正确。
实验时要先动脑后动手。
3:由于许多反应的中间体不稳定,也有不少化合物在溶液中比固态时更不稳定,因此无氧操作往往需要连续进行,直到拿到较稳定的产物或把不稳定的产物贮存好为止。
操作时间较长,工作比较艰难。
操作者应该不怕苦、不怕累、操作者之间还应互相协作,互相支持,共同完成实验任务。
一:双排管操作的实验原理双排管是进行无水无氧反应操作的一套非常有用的实验仪器,其工作原理是:两根分别具有5—8个支管口的平行玻璃管,通过控制它们连接处的双斜三通活塞,对体系进行抽真空和充惰性气体两种互不影响的实验操作,从而使体系得到我们实验所需要的无水无氧的环境要求。