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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。
化学无氧操作方法化学无氧操作是指在实验室中进行反应或合成过程中不接触氧气或氧气含量极低的环境下进行的操作方法。
这种操作方法在有机合成、金属催化反应等领域中广泛应用，可以有效地防止氧气对反应物质的氧化、燃烧或其他不良影响的发生。
为了实现无氧操作，需要采取一系列的步骤和方法以确保实验系统的无氧性能。
首先，选择无氧或低氧条件下合适的实验设备和容器非常重要。
实验设备和容器应具有密封性好、抗氧化性能强的特点。
常用的无氧容器有Schlenk管、惰性气体气相色谱瓶、石英管等。
此外，实验设备和容器要通过热处理或真空排气等方法除去残留的氧气。
其次，在实验室中进行无氧操作前需要进行严格的气体排除操作。
一般情况下，首先是通过通入惰性气体（如氩气、氮气）进行排气操作。
这样可以排除实验装置和操作区域中的空气和氧气。
然后，进行反应或合成前需要将实验装置和操作区域完全充填惰性气体，以确保无氧环境。
在实验操作过程中，需要注意防止空气的进入。
在打开或关闭实验设备和容器的过程中，要尽量减少接触空气的时间，迅速使用气密性好的工具完成操作。
此外，在反应或合成过程中，尽量避免搅拌或通入气体，以防止空气的进入。
另外，合理选择和使用无氧试剂也是保证无氧操作成功的关键。
无氧试剂是指在无氧或低氧条件下处理能够与氧气反应的化学试剂，如金属还原剂（如锂铝烷、钾、钠）、无氧溶剂（如四乙基铵氢硫酸盐）、无水溶剂（如无水乙醇）、惰性气体等。
选择和使用合适的无氧试剂可以有效地阻止氧气的影响，同时也要注意无氧试剂本身的保存和处理方法。
除了上述方法外，还可以采用化学吸氧剂或氧气螯合剂的方法来实现无氧操作。
化学吸氧剂是指在反应中能够和氧气反应生成较为稳定的产物，如硫酸亚铁、亚硝酸钠等。
这类试剂可以吸收反应系统中的氧气，有效降低氧气对反应的影响。
氧气螯合剂是指能够与氧气形成氧络合物的化合物，如环戊二烯等。
这类试剂可以通过与氧气形成络合物来降低氧气对反应的干扰。
最后，无氧操作还需要注意实验室的通风和安全措施。
初中无氧训练教案课时：2课时年级：初中学生教材：《初中体育课程标准》教学目标：1. 让学生了解无氧训练的概念、作用和重要性。
2. 培养学生进行无氧训练的兴趣和习惯。
3. 掌握无氧训练的基本方法和技巧。
4. 提高学生的无氧耐力、速度和力量素质。
教学内容：1. 无氧训练的概念和作用2. 无氧训练的方法和技巧3. 无氧训练的实践操作教学过程：第一课时：一、导入（5分钟）1. 教师简要介绍无氧训练的概念和作用。
2. 引导学生讨论无氧训练的重要性。
二、学习无氧训练的方法和技巧（15分钟）1. 教师讲解无氧训练的基本方法和技巧。
2. 学生分组讨论，总结无氧训练的关键点。
三、实践操作（20分钟）1. 教师示范无氧训练的实践操作。
2. 学生跟随教师一起进行无氧训练。
3. 教师巡回指导，纠正学生的动作。
四、总结（5分钟）1. 教师引导学生总结本节课的学习内容。
2. 学生分享自己的学习心得和感受。
第二课时：一、复习无氧训练的概念和作用（5分钟）1. 教师提问，检查学生对无氧训练的掌握情况。
2. 学生回答问题，巩固知识。
二、学习无氧训练的进阶方法和技巧（15分钟）1. 教师讲解无氧训练的进阶方法和技巧。
2. 学生分组讨论，总结无氧训练的进阶关键点。
三、实践操作（20分钟）1. 教师示范无氧训练的进阶实践操作。
2. 学生跟随教师一起进行无氧训练。
3. 教师巡回指导，纠正学生的动作。
四、总结（5分钟）1. 教师引导学生总结本节课的学习内容。
2. 学生分享自己的学习心得和感受。
教学评价：1. 学生对无氧训练的概念、作用和重要性的掌握程度。
2. 学生无氧训练的基本方法和技巧的运用情况。
3. 学生无氧耐力、速度和力量素质的提升。
备注：教师应根据学生的实际情况，适当调整教学内容和过程，确保教学效果的达成。
随着科学的不断发展，为了探索新的研究领域，化学家们更多地着眼于对空气敏感的化合物。
自然界存在的和人工合成的化合物中有许多是对空气敏感的——怕空气中的氧和水。
不少化合物在大气中的稳定性往往是以秒或分来计算的。
在化学中最新发展的一些重要领域如金属有机化合物可逆载氧体、硼氢化物、气体氟化物，游离基等等大多是对空气敏感的。
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氧无水操作技术。
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。
不但反应、分离、纯化过程要严格执行无氧操作规程，而且各种分析鉴定的取样，称量以及制样均须如此。
否则即使看到产物也不能得到符合要求的分析结果。
无氧无水实验操作技术已在有机化学和无机化学中较广泛的应用。
由于它适用于对空气敏感的物质的研究，所以在化学的其它领域以及生物学，物理学中也得到一些应用。
目前采用的无氧无水操作分三种：( 1 )高真空线操作（Vacuum-line);( 2 ) Schlenk操作；( 3 )手套箱操作(Glove-box)。
下面对这三种操作中的高真空线操作（Vacuum-line)作简单介绍：1．高真空线操作。
即对空气敏感物质的操作在事先抽真空的体系中进行。
其特点是真空度高，极好地排除了空气。
它适用于气体与易挥发物质的转移，贮存等操作，而没有污染。
这一技术已成功地用于硼氢化合物，氢化物、卤化物及其它许多易挥发物质的合成和处理。
高真空线操作的量较少，从大约一毫克至几十克。
一般采用玻璃制作的真空系统。
但这不适用于氟化氢及其它一些活泼的氟化物。
这些化合物最好在金属或碳氟化合物制成的仪器中处理。
高真空线操作要求的真空度高（一般在10——10Kpa），因此对真空泵(需使用机械真空泵和扩散泵)和仪器安装的要求极高，还要有液氮冷阱。
在高真空线上一般可进行下列操作：a .样品的封装。
活泼的金属有机化合物的样品无论是为了保存或送样分析，常需在真空下封装。
第3章有机化学实验无水无氧操作技术3.1 概述在有机化学实验室，经常会遇到一些对空气中的氧气和水敏感的化合物，如有机硼烷、有机铝化合物、有机锂化合物和格氏试剂等。
在这些实验中，反应装置需绝对干燥，溶剂也需加以仔细干燥，而且试剂处理与反应体系均应处于惰性气体氛围之中。
由于现代有机制备实验需要经常接触这些试剂，化学家们通过长期的理论与实践对无氧无水实验操作技术积累了丰富的经验，发明了一些特殊的仪器设备，总结出一套较为完善的实验操作技术，来解决敏感化合物的反应，分离、纯化、分析及储藏等一系列的问题。
有关无水无氧实验操作技术目前采用的有三种方法：①高真空线操作实验技术（vacuum-line）；②手套箱操作技术(glove-box)；③Schlenk操作技术。
这三种操作技术各有优缺点，具有不同的适用范围，三者优缺点比较见表3.1所示。
（表3.1 隔绝空气操作方法）（1）高真空线操作实验技术本方法的特点是真空度高，很好地排除空气，适用于气体与易挥发物质的转移、储存等操作，而没有污染。
高真空线操作系统中，所使用的试剂量较少，从毫克级到克级。
真空系统一般采用无机玻璃制作，该系统一般不适合氟化氢和其他一些活泼的氟化物的操作，若真空系统用金属或碳氟化合物制成，则可以使用。
高真空线操作要求真空度一般在10-4 -10-7 kPa，对真空泵和仪器安装的要求较高，一般使用机械真空泵和扩散泵，同时还要使用液氮冷却阱。
在高真空线上一般可以进行下列操作：如样品的封装，液体转移。
在真空及一定温差下，液体样品可由一个容器转移到另一个容器里，这样所有转移的液体不溶有任何气体，此外可以在真空线上进行升华和干燥。
高真空线与Schlenk操作线和手套箱互为补充，方便操作，有时亦可与一条Schlenk操作线连接为一个整体。
（2）手套袋和手套箱操作技术手套袋为气密性好的透明聚乙烯薄膜所做，一般的操作可在其中进行，将操作所需物品放入袋中。
封好袋口，反复抽空并充入惰性气体。
在惰性气体恒压下，可进行称量、物料转移、一般过滤和布氏过滤，如图3.1所示。
（图3.1）手套箱中的空气用惰性气体反复置换，在惰性气体氛围中进行操作，这为空气敏感的固体和液体物质提供了更直接的操作方法，其主要优点是可进行较复杂的固体样品的操作。
如红外光谱样品制样，X衍射单晶结构分析挑选晶体、装晶体等。
它还可以用于进行放射性物质与极毒物质的操作，这样对操作者和环境不发生危害和污染，其操作量可以从几百毫克至几千克。
手套箱的最大缺点是不易除尽微量的空气，容易有“死角”的产生，若在手套箱中放置用敞口容器盛放的对空气极敏感物质如钾钠金、三异丁基铝等，可进行一步除去其中的氧气和水气，要保持手套箱无水无氧的条件有一定的困难，难以避免箱外空气往箱内掺入。
另外，用橡皮手套进行操作不太方便，所以许多化学工作者能够采用Schlenk操作进行实验，就不采用手套箱操作。
手套箱也可由透明有机玻璃制成，内有照明设备。
有机玻璃手套箱是不耐真空和压力的，手套箱由循环净化惰性气体恒压操作室与过渡箱两部分组成，两部分间有承压闸门。
过渡箱在放入所需物品后，即关闭，抽空并充入惰性气体，当过渡箱达到与操作室等压时，可打开内部闸门，把物品转移到操作室。
操作室内有电源、低温装置及抽气口，相当于一小型实验室，可进行精密称量、物料转移、小型反应、旋转蒸发等实验操作，如图3.2所示。
手套箱在工作前必须先让箱体内充满纯净的惰性气体，操作如下：1 先打开过渡室的内门，然后关上手套口压盖、阀门和过渡室的外门；2 手套接口上的抽气口用真空橡皮管连接起来，并且接到一个阀门上，使得抽气时箱体和手套内同时抽真空；3 将真空泵接到任一阀门上，打开阀门即可抽真空；4 抽完真空后先关上阀门再关真空泵；5 然后向箱内充惰性气体，使得箱内、外的压力基本平衡，重复几次抽气和进气操作，箱内的惰性气体就更纯净，氧气和水分的含量就更低，这时关掉手套的阀门，取下手套口上的压盖，手套箱就可以使用了。
（图3.2）接下来就可以将需要操作的东西放进主箱体，操作如下：1 将过渡室里的门关上，打开过渡室外的门，将所需的东西放入过渡室，再关上过渡室外门；2 利用过渡室上的两个阀门进行抽气和充气，反复几次，使过渡室内也充满纯净的惰性气体；3 当主箱体和过渡室的压力平衡后，打开过渡室的内门，通过手套将东西转移到主箱体；最后就可以在主体箱内进行敏感物质的操作、反应和测试。
（3）Schlenk操作技术Schlenk操作的特点是在惰性气体氛围下，将体系反复抽真空-充惰性气体，使用特殊的Schlenk 型的玻璃仪器进行操作，这一方法排除空气比手套箱好，对真空要求不太高，由于反复抽空-充惰性气体，真空度保持大约0.1kPa就能符合要求；比手套箱操作更安全、更有效。
实验操作迅速、简便。
一般操作量从几克到几百克；大多数的化学反应操作（回流、搅拌、加料、重结晶、升华、提取等）以及样品的储存皆可在其中进行，同时可用于溶液及少量固体的转移，因此Schlenk操作技术是最常用的无水无氧操作体系，已被化学工作者广泛采用，本章将重点介绍的就是Schlenk操作技术。
3.2 真空实验真空实验是有机合成实验中采用的一种重要技术与方法，具有挥发性的物质和对空气及氧气敏感的化合物的合成和分离均需在真空条件下进行。
真空是指压力小于标准大气压的气态空间，真空状态下气体的稀薄程度通常以压强值来表示，俗称真空度。
真空度以压力的零点为基准点，用单位面积所受压力值来表示，气体压力越低表示真空度越高。
实际应用中，根据真空度高低将真空范围划分为四个区域（国际与我国国家标准规定）：真空（105-103Pa）、低真空（103-10-1Pa）、高真空（10-1-10-6Pa）、超高真空（≦10-6Pa）。
通常使用真空设备来获得真空度，常用的真空设备有水泵、机械泵、扩散泵，可达到超高真空的泵有离子泵、升华泵、涡轮分子泵、吸附泵和低温泵等，用液氮和液氦作为冷凝剂组成的低温泵可以作为冷却阱。
3.9 无水无氧溶剂和试剂的处理有机化学反应绝大多数都是在溶剂中进行的，而绝大部分溶剂当中常含有水分及一些微量杂质，这些物质在一些情况下会严重干扰反应，如在制备格氏试剂或酰氯的反应中若不能保证反应体系充分干燥就得不到预期产物。
溶剂的精制是有机化学实验室最常用到的重要操作之一，其目的是除去化合物中存在的少量水分及其他杂质。
在空气中能与氧或水汽作用迅速发生明显变化的物质称为敏感化合物。
在有敏感化合物参与的反应中，所使用的试剂或溶剂必须事先经过脱水脱氧处理。
根据化合物的敏感性不同，脱水和脱氧的方法及严格程度应有所不同。
为了保证试剂有充分的干燥度，可在使用前1-2天向其中加入活性分子筛，分子筛的活化程序为：先于320℃加热3h，然后再置于真空干燥内冷却，再向干燥器內通入氮气，使干燥器内压力达到大气压。
分子筛再生方法比较简单，将它放在烧瓶中加热，同时用水泵抽气，以除尽残余溶剂，然后再放入烘箱中于320℃加热干燥12h。
要除去溶剂中的氧气，方法是可在盖在瓶口上的橡胶隔膜上插入一支长注射针头。
向溶剂中鼓入纯净的氮气或氩气，一边即可用注射器抽取溶剂使用，对于粉状干燥剂干燥的溶剂，可在氮气气氛下将其从干燥剂中蒸馏出来，并在氮气气氛保护下储存备用。
一些常用溶剂的提纯干燥和储藏方法见表3.4（表3.4）通常使用的高效干燥剂和除氧剂有LiAlH4 、钠丝或钠砂、二苯酮钠、CaH2 钠钾合金。
应注意这些强还原剂在含氯代烃或可被还原的有机化合物存在时有发生爆炸的危险！固体钠和CaH2 与杂质之间的反应速率比较慢，甚至在溶剂的回流温度下除杂质效果也不佳。
液体的钠钾合金和可溶性的LiAlH4 虽然常用来提纯溶剂，但千万要注意，因为万一不小心就有发生爆炸的危险。
如果确需用LiAlH4 干燥醚类溶剂则应先除去过氧化物，并进行预干燥和除氧操作。
加入LiAlH4 后蒸馏时绝不能蒸干溶剂，此外还应有防护装置，做好防爆、燃烧起火的防患工作。
钾钠合金铜同样不太安全，因为该液体金属表面上积累的超氧化物会导致自燃起火，发生安全事故。
无水无氧操作的反应分离纯化中使用的一切试剂和溶剂必须严格纯化，除去水和氧。
在储存时也必须注意，防止水汽、空气侵入。
无水无氧溶剂的处理方法按标准方法处理，反应中使用的无水无氧溶剂液态试剂，在使用前加干燥剂予以处理，然后在惰性气体保护下蒸馏。
进一步去水去氧。
蒸馏使用一般仪器，在出口处装有一个三通管，一端接液封，一端经冷却阱接真空泵；溶剂正沸物接收瓶有直管通惰性气体。
在蒸馏瓶中插入通气的细玻璃管，惰性气体气氛下常压蒸馏装置见图3.65惰性气氛下常压蒸馏的具体操作如下。
（1）仪器如图3.66安装，先不要将需处理的溶剂装在蒸馏瓶内，用一空瓶代替。
将空仪器系统抽真空，充惰性气体，反复三次。
（2）将经无水处理过的溶剂装在蒸馏瓶中，加入适当的干燥剂，在连续通惰性气体情况下，将空瓶取下。
把装溶剂的蒸馏瓶换上，通过细玻璃管向溶剂中通惰性气体至正压，然后抽真空（真空度不宜太高，否则低沸溶剂会沸腾），如此反复三四次。
（3）将仪器出口处连通汞封，以细玻璃中再连续通惰性气体，将体系赶一次气体，然后关闭通惰性气体的活塞，体系尾气汞封。
（4）用电热套或油浴（内加用玻璃管套着的电炉丝线），由变压器控制升温，先收集低沸物，再将正沸物收集在有支管瓶中，体系易造成负压，导致液封中的液体石蜡和汞可能倒吸。
在连续通惰性气体的情况下，取下正沸物接收瓶，盖上瓶塞，连在三排管上，充入惰性气体保存，备用。
有机金属化合物的制备和反应经常需要使用较大量的无水无氧溶剂，可以使用成套既可回流又可蒸馏的装置，即无水无氧溶剂蒸馏器，如图3.67所示，该仪器的构造和具体操作如下。
该仪器由两部分组成：上部为溶剂回流和收集装置；下部为带活塞的烧瓶，为溶剂的加热和存放装置。
在两磨口接头处最好垫一聚四氟乙烯套管薄膜以防漏气和磨口咬死，出气口通过一胶皮管与液封连接以隔绝外界空气进入系统。
现以四氢呋喃精制为例，说明其操作过程。
（1）取一干燥250mL圆底烧瓶固定在铁架台上，下方留放出电热套的空间。
（2）往烧瓶内加入150mL分析纯四氢呋喃、4-5g新压制的钠丝和3-4滴二苯甲酮。
（3）在圆底烧瓶装上溶剂球和球形冷凝管，冷凝管用铁夹子固定在同一铁架台上，冷凝管上方接上具活塞接头。
（4）取一气氮气包（可以用医用氧气袋代替），将其连接到冷凝管上的具活塞接头。
（5）打开氮气包阀门和具活塞接头。
使氮气和体系相同连接冷凝水，开通电热套使四氢呋喃沸腾。
（6）旋转溶剂球活塞，使冷凝的四氢呋喃重新回到圆底烧瓶中，让上升的四氢呋喃蒸汽充分洗涤整个系统。
调节电加热套加热电压保持四氢呋喃适度沸腾。
（7）水与钠作用生成的氢气会使氮气包膨胀，适当时候放出气体保证不将氮气包胀破。
