无水无氧操作
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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。
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。