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绿色化工环保-无水无氧实验操作技术
主要是用玻璃仪器组成的,所以 实验玻璃器材比较严格
一、无水无氧操作方法概述
1.3Schlenk技术
Schlenk操作是指真空和惰气切换的技术,主要 用于对空气和潮气敏感的反应,它是把有机的常 规实验统统在真空和惰气的切换下实现保护的反 应手段。实现Schlenk技术最常见的是双排管方 式,即为一条惰气线,一条真空线,通过特殊的 活塞还切换。
绿色实验室-无水无氧操作
化工一班
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无水无氧操作技术
一、无水无氧操作方法概述
在化学实验中,很多有机金属化合物与空气中的水、氮气、二氧化 碳或氧反应,需要在无水无氧条件下反应,如丁基锂、格式试剂、 一价钯催化剂、金属氢化物、硼烷等。这些都需要用到无水无氧技 术。无水无氧操作有以下几种:
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一、无水无氧操作方法概述
1.2手套箱
1.2.2将物件放入与取出主箱体的方法:
1、将物件放入主箱体的方法:当完成上述“抽真空与充气”的操作后,先将过 渡室的内门关上,打开过渡室的外门,将物件放入,然后关上外门,利用过渡室 上的二个阀门进行抽气和充气。务必使主箱体和过渡室内的压力与大气压基本平 衡,才能打开里面的门,将物件拿进主箱体。 2、将主箱体内物件取出的方法:先将物件放入过渡室,关紧过渡室内门。如 过渡室内气压与大气压基本平衡,即可打开过渡室外门将物件取出。
使用玻璃阀进行惰性气体和真空切换。这个可以将手柄做成大小 头,小头朝向是气流方向,方便观察,不容易误操作
2.1、无水无氧操作线的装备
活塞阀门与气流方向:
2.1、无水无氧操作线的装备
Schlenk管、Schlenk瓶、Schlenk反应瓶,共同点 都是有个侧阀可以直接连在双排管上。
2.1、无水无氧操作线的装备
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一、无水无氧操作方法概述
1.2手套箱
手套箱
严格无水无氧操作的手套箱是用金属制成的。主要由主箱体(操作室)、 过渡室两部分组成,两室间有一密封门。操作室带有氯丁橡胶手套及密封 很好的玻璃窗。
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一、无水无氧操作方法概述
1.2手套箱
1.2.1、抽真空与充气的放法:
1、一般主箱体不能单独抽真空,过渡室则可以单独抽真空。 2、先打开过渡室里面的门,然后关上手套接口压盖、阀门和过渡室外的门。 3、打开手套口之间的三通阀,使得抽气时手套内外同时抽真空,保持两边
不管打开内门还是外门,都必须保证门两边的气压基本 平衡,否则,要么打不开,要么发生“气爆”现象。
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一、无水无氧操作方法概述
1.3Schlenk技术
无水无氧技术是有机合成实验技术中的基本技术,也是 要求比较高的技术。使用惰性气体/真空的双排管系统 进行的无水无氧操作技术,通常叫做Schlenk技术。
直接保护 手套箱 Schlenk技术
一、无水无氧操作方法概述
1.1直接保护
1.直接向反应体系中通入气体保护:对于一般 的化学体系,不是对空气和水汽很敏感者,这是 最常见最方便的保护方式。保护气体可以是普通 N2,或是稍贵的高纯N2或Ar气。让保护气体通 过一装有浓H2SO4的洗气瓶或装有合适干燥剂的 干燥塔后使用效果会更好
一个Schlenk系统包含:双排管、惰性气体进气、油泡器、冷肼、真 空泵、连接管路、Schlenk储液瓶、Schlenk反应管、Schlenk反应瓶 等。
一个Schlenk系统包含:双排管、惰性气体进气、油泡器、冷肼、真 空泵、连接管路、Schlenk储液瓶、Schlenk反应管、Schlenk反应瓶 等。
2.2Schlenk技术加料和物料转移操作
反应体系搭建:
2.2Schlenk技术加料和物料转移操作
加固体料:
固体尽量先加,尤其是敏感的固体。中间过程要 加的固体,可以采用加料弯管加料,在氮气流中 放上加料弯管、加料、在氮气流中移去弯管。也 可以将物料事先放在弯管中,在需要的时候转动 弯管加入物料。
气压平衡。 4、将真空泵接到过渡室一个阀门上,开启真空泵,缓缓打开此阀门,对系统
抽气(如打开阀门的速度太快,可能引起手套膨胀)。 5、待真空表指针下降并稳定在-0.1MPa时,抽真空完成,此时应先关阀门再关
真空泵。 6、然后通过另一阀门向箱体内充入惰性气体,直至气压比大气压略高一点,
可保证大气不会渗入箱体内部(最好重复三次)。 7、关掉连接手套接口的三通阀,打开手套接口上的压盖,就可以进行操作了。
Schlenk管、Schlenk瓶、Schlenk反应瓶,共同 点都是有个侧阀可以直接连在双排管上。
2.1、无水无氧操作线的装备
瓶子连接时可以使用编号或色带进行标识以
区分开来,避免管路太多误操作,比如开错 阀、憋压、冲料等。
2.1、无水无氧操作线的装备
抹硅酯是基础操作,不能少,少了密闭性不好, 也可能加热反应做完塞子拿不下来;多了,当心 硅脂污染反应体系。
2.2Schlenk技术加料和物料转移操作
2.2Schlenk技术加料和物料转移操作
溶剂氮气置换除氧后、持续吹氮除氧
油泡器有个止回阀
2.2Schlenk技术加料和物料转移操作
溶剂冻干除氧:
将溶剂加入到Schlenk管中,液氮降温至溶剂固化, 开始抽真空除氧。关掉阀门,移去液氮,让溶剂 自然升温融化。重复降温、抽真空、升温过程。
一、无水无氧操作方法概述
1.2手套箱
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一、无水无氧操作方法概述
1.2手套箱
手套箱对于需要称量、研磨、转移、过滤等较复杂操作的体系,一般采用 在一充满惰性气体的手套箱中操作。
有机玻璃手套箱,在其中放入干燥剂即可进行无水操作,通入惰性气体置换其 中的空气后则可进行无氧操作。有机玻璃手套箱不耐压,不能通过抽气进行 置换其中的空气,空气不易置换完全。使用手套箱也造成惰气的大量浪费。
二、Schlenk系统操作线介绍
2.1、无水无氧操作线的装备
双排管标准套装:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.1、无水无氧操作线的装备
双排管标准套装:
2.1、无水无氧操作线的装备
真实的双排管:
2.1、无水无氧操作线的装备
使用PTFE阀的双排管,一排阀门控制真空,一排控 制惰性气体。优点是不容易开错,缺点是开关状态
不直观。