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1、第十六章第十六章 空氣敏感化臺(tái)物的操作空氣敏感化臺(tái)物的操作主講人主講人: 大部分精細(xì)有機(jī)合成反應(yīng)對(duì)水或空氣是穩(wěn)定的。但也大部分精細(xì)有機(jī)合成反應(yīng)對(duì)水或空氣是穩(wěn)定的。但也有許多反應(yīng)只有在無(wú)水無(wú)氧下才能進(jìn)行,因?yàn)橛行┗衔镉性S多反應(yīng)只有在無(wú)水無(wú)氧下才能進(jìn)行,因?yàn)橛行┗衔飳?duì)水和氧是極其活潑的,因此這類反應(yīng)必須在無(wú)水無(wú)氧條對(duì)水和氧是極其活潑的,因此這類反應(yīng)必須在無(wú)水無(wú)氧條件下進(jìn)行。而且這類化合物的分離純化、分析鑒定,必須件下進(jìn)行。而且這類化合物的分離純化、分析鑒定,必須使用特殊的儀器、試劑和無(wú)水無(wú)氧操作技術(shù)。否則,即使使用特殊的儀器、試劑和無(wú)水無(wú)氧操作技術(shù)。否則,即使合成路線和反應(yīng)條件都是正確的,最終
2、也得不到預(yù)期的產(chǎn)合成路線和反應(yīng)條件都是正確的,最終也得不到預(yù)期的產(chǎn)物,或者得到的是不符合要求的分析結(jié)果。因此,空氣敏物,或者得到的是不符合要求的分析結(jié)果。因此,空氣敏感化合物的操作是精細(xì)有機(jī)合成的重要操作之一。感化合物的操作是精細(xì)有機(jī)合成的重要操作之一。 有關(guān)無(wú)水無(wú)氧操作技術(shù)及儀器設(shè)備已有不少參考有關(guān)無(wú)水無(wú)氧操作技術(shù)及儀器設(shè)備已有不少參考書(shū)詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)見(jiàn)有關(guān)參考書(shū)?,F(xiàn)介紹書(shū)詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)見(jiàn)有關(guān)參考書(shū)?,F(xiàn)介紹些基本的敏感化些基本的敏感化合物的操作技術(shù)合物的操作技術(shù). .第一節(jié)第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的惰性氣氛技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的惰性氣氛技術(shù) 1 1、提供惰性氣流的裝置、提供惰性氣流的裝置介紹一種常用的簡(jiǎn)便多接頭使用
3、裝置介紹一種常用的簡(jiǎn)便多接頭使用裝置真空惰性氣體真空惰性氣體操作管線,見(jiàn)圖操作管線,見(jiàn)圖4-14-1。此裝置。此裝置由幾個(gè)由幾個(gè)( (通常為通常為4 45 5個(gè)個(gè)) )三斜三斜三通活塞將兩根直徑為三通活塞將兩根直徑為20mm20mm的玻璃管平行連接,一根玻璃的玻璃管平行連接,一根玻璃管與真空系統(tǒng)相連,管與真空系統(tǒng)相連, 另一根玻璃管與惰性氣體相連。征兩者之間同時(shí)裝另一根玻璃管與惰性氣體相連。征兩者之間同時(shí)裝有有鼓泡器和直形開(kāi)口水銀壓力計(jì)。這個(gè)壓力計(jì)既是汞封,鼓泡器和直形開(kāi)口水銀壓力計(jì)。這個(gè)壓力計(jì)既是汞封,又是安全釋壓計(jì)泡器。又是安全釋壓計(jì)泡器。雙斜三通活塞的第三個(gè)方向與反應(yīng)雙斜三通活塞的第三個(gè)
4、方向與反應(yīng)體系相連接。國(guó)外實(shí)驗(yàn)室中常稱這種真空投作線為體系相連接。國(guó)外實(shí)驗(yàn)室中常稱這種真空投作線為SchlenkSchlenk線。線。 這里所接的真空泵的這里所接的真空泵的真空度不需要很高真空度不需要很高。通過(guò)反復(fù)。通過(guò)反復(fù)抽除體系中空氣,再通人惰性氣體的過(guò)梆程,反應(yīng)體系中抽除體系中空氣,再通人惰性氣體的過(guò)梆程,反應(yīng)體系中氧的含量可達(dá)到合格。氧的含量可達(dá)到合格。2 SchIenk2 SchIenk類型的玻璃儀器類型的玻璃儀器 這類玻璃儀器如圖這類玻璃儀器如圖4 42 2所示。實(shí)際上是有機(jī)合成中各所示。實(shí)際上是有機(jī)合成中各種玻璃儀器接上側(cè)管活塞。種玻璃儀器接上側(cè)管活塞。通過(guò)活塞,將儀器與通過(guò)活塞
5、,將儀器與SchlenkSchlenk操作線連接,抽空氣充惰性氣體。當(dāng)需要開(kāi)啟儀器時(shí),通操作線連接,抽空氣充惰性氣體。當(dāng)需要開(kāi)啟儀器時(shí),通過(guò)側(cè)管活塞保持儀器內(nèi)的惰性氣流為正壓,伎空氣不能進(jìn)過(guò)側(cè)管活塞保持儀器內(nèi)的惰性氣流為正壓,伎空氣不能進(jìn)人。人。 進(jìn)行進(jìn)行SchlenkSchlenk操作的其他幾種常見(jiàn)裝置如圖操作的其他幾種常見(jiàn)裝置如圖4-34-3所示。所示。包括過(guò)濾操作包括過(guò)濾操作 圖圖4-3(a)4-3(a),固體過(guò)濾器轉(zhuǎn)入固體容器,固體過(guò)濾器轉(zhuǎn)入固體容器 圖圖4-3(b)4-3(b)和由固體容器轉(zhuǎn)入安碚瓶密封保存的操作和由固體容器轉(zhuǎn)入安碚瓶密封保存的操作 圖圖4-4-3(c)3(c)。固體
6、轉(zhuǎn)人安碚瓶的另一種方法見(jiàn)圖。固體轉(zhuǎn)人安碚瓶的另一種方法見(jiàn)圖4-44-4。 3 3 惰性氣流手套袋利于套箱惰性氣流手套袋利于套箱 手套袋為氣密性好的透明聚乙烯薄膜所做。一般的手套袋為氣密性好的透明聚乙烯薄膜所做。一般的操作可在其中進(jìn)行。將操作所需物品放人袋中,封好袋操作可在其中進(jìn)行。將操作所需物品放人袋中,封好袋口,反復(fù)抽空并充人惰性氣體。在惰性氣體恒壓下,可口,反復(fù)抽空并充人惰性氣體。在惰性氣體恒壓下,可進(jìn)行稱量、物料轉(zhuǎn)移、一般過(guò)濾和布氏過(guò)濾,如圖進(jìn)行稱量、物料轉(zhuǎn)移、一般過(guò)濾和布氏過(guò)濾,如圖4-54-5。 手套箱大多由透明有機(jī)玻璃制成,內(nèi)有照明設(shè)備。有手套箱大多由透明有機(jī)玻璃制成,內(nèi)有照明設(shè)備
7、。有機(jī)玻璃手套箱是不耐真空和壓力的。手套箱機(jī)玻璃手套箱是不耐真空和壓力的。手套箱由循環(huán)凈化惰由循環(huán)凈化惰性氣體恒壓操作室主體與前室兩部分組成性氣體恒壓操作室主體與前室兩部分組成,兩部分間有,兩部分間有承承壓閘門(mén)壓閘門(mén)。前室在放入所需物品后,即關(guān)閉,抽空并充入惰。前室在放入所需物品后,即關(guān)閉,抽空并充入惰氣。當(dāng)前室達(dá)到與操作室等壓時(shí),可打開(kāi)內(nèi)部閘門(mén),把物氣。當(dāng)前室達(dá)到與操作室等壓時(shí),可打開(kāi)內(nèi)部閘門(mén),把物品轉(zhuǎn)移到操作室。操作室內(nèi)有電源、低溫裝置及抽氣口,品轉(zhuǎn)移到操作室。操作室內(nèi)有電源、低溫裝置及抽氣口,相當(dāng)于一小型實(shí)驗(yàn)室,可進(jìn)行精密稱量、物料轉(zhuǎn)移、小型相當(dāng)于一小型實(shí)驗(yàn)室,可進(jìn)行精密稱量、物料轉(zhuǎn)移、
8、小型反應(yīng)、旋轉(zhuǎn)薄膜脫除溶劑等,如圖反應(yīng)、旋轉(zhuǎn)薄膜脫除溶劑等,如圖4-64-6。4 4液體轉(zhuǎn)移技術(shù)液體轉(zhuǎn)移技術(shù) 液體轉(zhuǎn)移技術(shù)有兩種,一種是注射器,另一種是不液體轉(zhuǎn)移技術(shù)有兩種,一種是注射器,另一種是不銹鋼導(dǎo)管。銹鋼導(dǎo)管。無(wú)論哪一種無(wú)論哪一種都要事先經(jīng)過(guò)干燥和趕盡空氣都要事先經(jīng)過(guò)干燥和趕盡空氣。用。用注射器進(jìn)行液體轉(zhuǎn)移時(shí),注射器也要無(wú)水無(wú)氧,處理方法注射器進(jìn)行液體轉(zhuǎn)移時(shí),注射器也要無(wú)水無(wú)氧,處理方法是將注射器拆開(kāi)放于烘箱中干燥,趁熱取出后放入干燥器是將注射器拆開(kāi)放于烘箱中干燥,趁熱取出后放入干燥器中冷卻。從干燥器中取出后,用干燥氮?dú)鉀_洗趕除空氣。中冷卻。從干燥器中取出后,用干燥氮?dú)鉀_洗趕除空氣。沖
9、洗的方法是將注射器插人惰性氣體導(dǎo)管沖洗的方法是將注射器插人惰性氣體導(dǎo)管T T形管出口橡皮形管出口橡皮塞中,控制氮?dú)獾牧髁?,使氣體慢慢推動(dòng)注射器蕊。然后塞中,控制氮?dú)獾牧髁?,使氣體慢慢推動(dòng)注射器蕊。然后拔出注射器,排去其中氣體,如此反復(fù)幾次,如圖拔出注射器,排去其中氣體,如此反復(fù)幾次,如圖4-704-70。 從用翻口橡皮塞封口的試劑瓶中轉(zhuǎn)移試劑進(jìn)入反應(yīng)瓶從用翻口橡皮塞封口的試劑瓶中轉(zhuǎn)移試劑進(jìn)入反應(yīng)瓶時(shí),必須將注射長(zhǎng)針插到瓶?jī)?nèi)時(shí),必須將注射長(zhǎng)針插到瓶?jī)?nèi)液面以下液面以下,再插入惰性氣體,再插入惰性氣體導(dǎo)管,利用干燥氮?dú)庠谄績(jī)?nèi)造成的正壓將液體壓到注射器導(dǎo)管,利用干燥氮?dú)庠谄績(jī)?nèi)造成的正壓將液體壓到注射器
10、內(nèi),如圖內(nèi),如圖4-84-8所示。所示。 用用不銹鋼導(dǎo)管轉(zhuǎn)移液體時(shí),可轉(zhuǎn)移較大量的液體,不銹鋼導(dǎo)管轉(zhuǎn)移液體時(shí),可轉(zhuǎn)移較大量的液體,其其操作與注射器相同,只是不銹鋼導(dǎo)管操作與注射器相同,只是不銹鋼導(dǎo)管不能計(jì)量,可先將液不能計(jì)量,可先將液體轉(zhuǎn)移至有磨口的量筒中,體轉(zhuǎn)移至有磨口的量筒中,然后再轉(zhuǎn)移到反應(yīng)瓶中;所有然后再轉(zhuǎn)移到反應(yīng)瓶中;所有操作都必須在氮?dú)獗Wo(hù)下進(jìn)行,如圖操作都必須在氮?dú)獗Wo(hù)下進(jìn)行,如圖4-94-9所示。操作時(shí)旋所示。操作時(shí)旋開(kāi)右瓶上的活塞,惰性氣體的壓力使溶液經(jīng)插管轉(zhuǎn)入接收開(kāi)右瓶上的活塞,惰性氣體的壓力使溶液經(jīng)插管轉(zhuǎn)入接收瓶。瓶。接收瓶或者保持在接收瓶或者保持在100 kPa(100
11、 kPa(支管接鼓泡器支管接鼓泡器) ),或略低,或略低于于103kPa(103kPa(短暫地旋開(kāi)通向真空體系的活塞短暫地旋開(kāi)通向真空體系的活塞) )。 從金屬罐中取高活潑性液體從金屬罐中取高活潑性液體用圖用圖4-104-10裝置,可從低裝置,可從低壓金屬罐中取高活潑性液體。要注意的是,取高活潑性液壓金屬罐中取高活潑性液體。要注意的是,取高活潑性液體應(yīng)在體應(yīng)在通風(fēng)櫥通風(fēng)櫥中進(jìn)行,通風(fēng)櫥內(nèi)中進(jìn)行,通風(fēng)櫥內(nèi)盡量不放其他化學(xué)藥品或盡量不放其他化學(xué)藥品或可燃性物質(zhì)可燃性物質(zhì)。取液前先用惰性氣體清洗注射器,方法是從。取液前先用惰性氣體清洗注射器,方法是從液體上方吸入氣體,然后排出管外。手指輕輕液體上方吸
12、入氣體,然后排出管外。手指輕輕按住氣體出按住氣體出口,溶液即被壓人注射器口,溶液即被壓人注射器。注射器接上罐后,先用惰性氣。注射器接上罐后,先用惰性氣體清洗針頭幾分鐘。體清洗針頭幾分鐘。 在清洗過(guò)程中,將針頭穿過(guò)橡皮膜片插入反應(yīng)瓶,在清洗過(guò)程中,將針頭穿過(guò)橡皮膜片插入反應(yīng)瓶,通過(guò)三通閥將液體轉(zhuǎn)人反應(yīng)瓶中。從罐中取出所需液體后,通過(guò)三通閥將液體轉(zhuǎn)人反應(yīng)瓶中。從罐中取出所需液體后,關(guān)閉金屬罐,將三通閥扳回惰性氣體源。針頭從反應(yīng)瓶中關(guān)閉金屬罐,將三通閥扳回惰性氣體源。針頭從反應(yīng)瓶中取出前,要用惰性氣體沖洗。取出前,要用惰性氣體沖洗。 用圖用圖4-114-11裝置也可從金屬罐中取山活潑性液體。這裝置也
13、可從金屬罐中取山活潑性液體。這種裝置使用了虹吸管。主要區(qū)別是使用惰性氣體格液體壓種裝置使用了虹吸管。主要區(qū)別是使用惰性氣體格液體壓出罐外,通過(guò)虹吸進(jìn)入反應(yīng)瓶。出罐外,通過(guò)虹吸進(jìn)入反應(yīng)瓶。5 5無(wú)水無(wú)氧操作所用的儀器設(shè)備無(wú)水無(wú)氧操作所用的儀器設(shè)備 (1)(1)攪拌反應(yīng)裝量攪拌反應(yīng)裝量 如圖如圖4-124-12所示。所示。 旋開(kāi)滴液漏斗活塞、惰氣流由旋開(kāi)滴液漏斗活塞、惰氣流由1 1號(hào)入口進(jìn)入裝置并號(hào)入口進(jìn)入裝置并從礦物油鼓泡器排出,便裝置中的空氣被排代。反應(yīng)期間從礦物油鼓泡器排出,便裝置中的空氣被排代。反應(yīng)期間和反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)混合物的冷卻過(guò)程中,讓緩慢的情氣流和反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)混合物的冷卻過(guò)程中,讓
14、緩慢的情氣流內(nèi)內(nèi)2 2號(hào)入口進(jìn)入并從礦物油鼓池器排出,以防空氣返問(wèn)裝號(hào)入口進(jìn)入并從礦物油鼓池器排出,以防空氣返問(wèn)裝置。這種裝置與操作,能使反應(yīng)混合物與惰性氣體中雜質(zhì)置。這種裝置與操作,能使反應(yīng)混合物與惰性氣體中雜質(zhì)的接觸降到最低程度。的接觸降到最低程度。 三口反應(yīng)瓶裝有電動(dòng)攪拌器、回流冷凝管、恒壓三口反應(yīng)瓶裝有電動(dòng)攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗。回流冷凝管上端裝有氣體導(dǎo)出管,與鼓池器相滴液漏斗?;亓骼淠苌隙搜b有氣體導(dǎo)出管,與鼓池器相連。恒壓滴液漏斗上端可裝惰性氣體導(dǎo)人管。惰性氣體置連。恒壓滴液漏斗上端可裝惰性氣體導(dǎo)人管。惰性氣體置換反應(yīng)體系中的空氣后即可開(kāi)始反應(yīng)。使用電磁攪拌的反換反應(yīng)體系
15、中的空氣后即可開(kāi)始反應(yīng)。使用電磁攪拌的反應(yīng)裝置較為簡(jiǎn)使一些應(yīng)裝置較為簡(jiǎn)使一些( (圖圖4-13)4-13)。 (2)(2)蒸餾裝置蒸餾裝置 見(jiàn)圖見(jiàn)圖4-144-14,減壓蒸餾裝置中毛細(xì)管,減壓蒸餾裝置中毛細(xì)管與惰性氣體源相連接。此時(shí)的惰性氣體源可為一裝有惰氣與惰性氣體源相連接。此時(shí)的惰性氣體源可為一裝有惰氣的氣球、氣袋、汽車(chē)輪內(nèi)胎、鋼瓶。的氣球、氣袋、汽車(chē)輪內(nèi)胎、鋼瓶。 常壓蒸餾裝置如圖常壓蒸餾裝置如圖4-54-5所示。使用一般儀器。在出所示。使用一般儀器。在出口處裝有一個(gè)三通,一端接汞封,一端經(jīng)冷阱接真空系??谔幯b有一個(gè)三通,一端接汞封,一端經(jīng)冷阱接真空系。正沸物接收瓶有支管通惰性氣體。蒸餾
16、瓶中插通信性氣體正沸物接收瓶有支管通惰性氣體。蒸餾瓶中插通信性氣體的細(xì)玻璃管。的細(xì)玻璃管。 (3)(3)過(guò)濾裝置過(guò)濾裝置 無(wú)氧操作一取采用玻璃砂芯漏斗。無(wú)氧操作一取采用玻璃砂芯漏斗。應(yīng)注意砂芯型號(hào)的選擇,若選的太細(xì)有時(shí)固體會(huì)堵塞孔道,應(yīng)注意砂芯型號(hào)的選擇,若選的太細(xì)有時(shí)固體會(huì)堵塞孔道,液體不易濾出。若砂芯太粗,則固體與液體一齊穿孔,達(dá)液體不易濾出。若砂芯太粗,則固體與液體一齊穿孔,達(dá)不到分離目的。如選擇不當(dāng),反復(fù)幾次,延長(zhǎng)了時(shí)間,對(duì)不到分離目的。如選擇不當(dāng),反復(fù)幾次,延長(zhǎng)了時(shí)間,對(duì)無(wú)氧操作不利。還可采用另幾種常見(jiàn)的過(guò)濾裝置,如圖無(wú)氧操作不利。還可采用另幾種常見(jiàn)的過(guò)濾裝置,如圖4-4-1616圖
17、圖4 41818所水。所水。 圖圖4-184-18中塑料接臺(tái)器中塑料接臺(tái)器( (例如例如Kontcs K79800)Kontcs K79800)將多孔將多孔玻璃濾器的玻璃管與標(biāo)準(zhǔn)錐形接頭固定在一起。對(duì)溶劑穩(wěn)玻璃濾器的玻璃管與標(biāo)準(zhǔn)錐形接頭固定在一起。對(duì)溶劑穩(wěn)定的塑料軟管定的塑料軟管( (最好使用聚四氟乙烯管最好使用聚四氟乙烯管) )將兩瓶連通。為了將兩瓶連通。為了防止污染濾液,操作有機(jī)溶劑時(shí)應(yīng)避免使用聚乙烯管。防止污染濾液,操作有機(jī)溶劑時(shí)應(yīng)避免使用聚乙烯管。 (4)(4)提取提取 如產(chǎn)物不能用蒸餾、過(guò)濾、結(jié)品等方法如產(chǎn)物不能用蒸餾、過(guò)濾、結(jié)品等方法純化,則常用提取法分離純化。在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行
18、提純化,則常用提取法分離純化。在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行提取,可使用帶支管的可通惰性氣體的分液漏斗:若無(wú)此類取,可使用帶支管的可通惰性氣體的分液漏斗:若無(wú)此類特制漏斗,可以用普通的磨口分液漏斗,上口再接一個(gè)帶特制漏斗,可以用普通的磨口分液漏斗,上口再接一個(gè)帶活寒的兩口接頭活寒的兩口接頭( (圖圖4-19)4-19)或抽濾頭。如果要進(jìn)行多次提取或抽濾頭。如果要進(jìn)行多次提取可以用兩只帶支管的分液漏斗接起來(lái)的裝置,如圖可以用兩只帶支管的分液漏斗接起來(lái)的裝置,如圖4-204-20表表示。示。 (5) (5)色層分離法色層分離法 該法是分離純化產(chǎn)物的另一重要技該法是分離純化產(chǎn)物的另一重要技術(shù)。一般對(duì)空氣敏感物
19、質(zhì)此法用得較少。無(wú)氧操作的柱上術(shù)。一般對(duì)空氣敏感物質(zhì)此法用得較少。無(wú)氧操作的柱上層析如圖層析如圖4-214-21所示。選擇一長(zhǎng)短合適的玻璃管,底部用一所示。選擇一長(zhǎng)短合適的玻璃管,底部用一團(tuán)玻璃棉和一個(gè)活塞,在頂上有磨口接口,可裝一帶支管團(tuán)玻璃棉和一個(gè)活塞,在頂上有磨口接口,可裝一帶支管的滴液漏斗。洗脫液收集在用惰性氣體沖洗過(guò)的的滴液漏斗。洗脫液收集在用惰性氣體沖洗過(guò)的SchlenkSchlenk瓶中。瓶中。所用吸附劑和溶劑都要經(jīng)無(wú)水無(wú)氧處理。在操作中要保所用吸附劑和溶劑都要經(jīng)無(wú)水無(wú)氧處理。在操作中要保持在惰性氣氛中進(jìn)行。持在惰性氣氛中進(jìn)行。 (6) (6)樣品的保存與轉(zhuǎn)移樣品的保存與轉(zhuǎn)移 對(duì)
20、空氣敏感化合物經(jīng)過(guò)純化的對(duì)空氣敏感化合物經(jīng)過(guò)純化的樣品,先經(jīng)干燥樣品,先經(jīng)干燥( (圖圖4-22)4-22),然后在惰性氣氛下貯存在固體,然后在惰性氣氛下貯存在固體貯瓶貯瓶( (圖圖4-23)4-23)或固體樣品管或固體樣品管( (圖圖4-24)4-24)中。如樣品對(duì)空氣特中。如樣品對(duì)空氣特別敏感或需長(zhǎng)期保存,則應(yīng)貯存在充滿惰性氣體的安碚中,別敏感或需長(zhǎng)期保存,則應(yīng)貯存在充滿惰性氣體的安碚中,如圖如圖4-254-25所示、裝在安碚中的樣品需分裝或轉(zhuǎn)移時(shí),采用所示、裝在安碚中的樣品需分裝或轉(zhuǎn)移時(shí),采用圖圖4-264-26的分裝安碚接頭比較方便。裝在固體樣品管中的樣的分裝安碚接頭比較方便。裝在固體
21、樣品管中的樣品需轉(zhuǎn)移或分裝時(shí),可用圖品需轉(zhuǎn)移或分裝時(shí),可用圖4-274-27所示的所示的“褲形管褲形管”裝置。裝置。第二節(jié)第二節(jié) 惰性氣氛下進(jìn)行合成反應(yīng)的技術(shù)惰性氣氛下進(jìn)行合成反應(yīng)的技術(shù)1 1 玻璃設(shè)備的干燥及組裝玻璃設(shè)備的干燥及組裝 方法方法1 1:將玻璃儀器在烘箱中:將玻璃儀器在烘箱中125125保溫保溫6h6h,然后,然后趁熱組裝讓其在干燥惰性氣體流的狀態(tài)下冷卻、備用。趁熱組裝讓其在干燥惰性氣體流的狀態(tài)下冷卻、備用。 方法方法2 2:將組裝好的玻璃裝置,通過(guò)二通與真空泵:將組裝好的玻璃裝置,通過(guò)二通與真空泵連接,隨之用電熱絲或電吹風(fēng)對(duì)裝置進(jìn)行,并抽空,然后連接,隨之用電熱絲或電吹風(fēng)對(duì)裝置
22、進(jìn)行,并抽空,然后將二通開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)接于充滿惰性氣體的鋼瓶,讓其冷卻備用。將二通開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)接于充滿惰性氣體的鋼瓶,讓其冷卻備用。 方法方法3 3:玻璃設(shè)備和通常的針筒可在烘箱中干燥,:玻璃設(shè)備和通常的針筒可在烘箱中干燥,然后在盛有然后在盛有P2O5P2O5或指示硅膠的干燥器中冷卻,然后組裝、或指示硅膠的干燥器中冷卻,然后組裝、至于微量針筒只能在干燥中真空下干燥。至于微量針筒只能在干燥中真空下干燥。 注意不對(duì)忘記干燥攪拌棒和電磁攪拌珠注意不對(duì)忘記干燥攪拌棒和電磁攪拌珠. . 2 2 合成操作合成操作認(rèn)真操作每認(rèn)真操作每個(gè)反應(yīng)是精細(xì)合成的核心控制反應(yīng)條件個(gè)反應(yīng)是精細(xì)合成的核心控制反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)的戰(zhàn)敗十分關(guān)鍵
23、。反應(yīng)儀器安裝妥善后,將反應(yīng)瓶對(duì)反應(yīng)的戰(zhàn)敗十分關(guān)鍵。反應(yīng)儀器安裝妥善后,將反應(yīng)瓶的通惰性氣體的支管以及裝有反應(yīng)中所需的經(jīng)無(wú)水無(wú)氧處的通惰性氣體的支管以及裝有反應(yīng)中所需的經(jīng)無(wú)水無(wú)氧處理好的試劑、溶劑的瓶子的支管都接在情性氣體理好的試劑、溶劑的瓶子的支管都接在情性氣體SchlenkSchlenk的雙排管中,反應(yīng)裝置經(jīng)換氣后,將反應(yīng)物加入反應(yīng)瓶或的雙排管中,反應(yīng)裝置經(jīng)換氣后,將反應(yīng)物加入反應(yīng)瓶或調(diào)換儀器時(shí)或需開(kāi)啟反應(yīng)瓶時(shí),都應(yīng)在連續(xù)通惰性氣體的調(diào)換儀器時(shí)或需開(kāi)啟反應(yīng)瓶時(shí),都應(yīng)在連續(xù)通惰性氣體的情況喜下進(jìn)行。情況喜下進(jìn)行。 對(duì)空氣敏感的固體物質(zhì),經(jīng)無(wú)水無(wú)氧處理后于惰性對(duì)空氣敏感的固體物質(zhì),經(jīng)無(wú)水無(wú)氧處
24、理后于惰性氣體中保存,使用時(shí)與固體加料口對(duì)接,然后加到反應(yīng)瓶氣體中保存,使用時(shí)與固體加料口對(duì)接,然后加到反應(yīng)瓶中。試劑稱重可采用減重法。對(duì)空氣不敏感的固體試劑,中。試劑稱重可采用減重法。對(duì)空氣不敏感的固體試劑,如反應(yīng)需先加的,可先加到反應(yīng)瓶中,與體系一道進(jìn)行抽如反應(yīng)需先加的,可先加到反應(yīng)瓶中,與體系一道進(jìn)行抽真空、充惰氣等換氣步驟。如在中途加入,可在連續(xù)通惰真空、充惰氣等換氣步驟。如在中途加入,可在連續(xù)通惰氣下,直接從固體加料口加入。氣下,直接從固體加料口加入。 液體試劑液體試劑般用注射器般用注射器( (可先干燥,充惰氣置換其可先干燥,充惰氣置換其中空氣中空氣) ),也可用有刻度的瓶子,通過(guò)不
25、銹鋼細(xì)管,用惰,也可用有刻度的瓶子,通過(guò)不銹鋼細(xì)管,用惰性氣體壓人液體加料口。有的液體需在反應(yīng)過(guò)程中緩慢滴性氣體壓人液體加料口。有的液體需在反應(yīng)過(guò)程中緩慢滴加,這時(shí)可把液體加入恒壓滴液漏斗中進(jìn)行滴加。加,這時(shí)可把液體加入恒壓滴液漏斗中進(jìn)行滴加。 加熱可用電熱套、油浴或水浴,用可調(diào)變壓器控制溫加熱可用電熱套、油浴或水浴,用可調(diào)變壓器控制溫度。當(dāng)所需的反應(yīng)溫度和溶劑沸點(diǎn)相同時(shí),用電熱套加度。當(dāng)所需的反應(yīng)溫度和溶劑沸點(diǎn)相同時(shí),用電熱套加熱回流較方便。如反應(yīng)溫度低于溶劑沸點(diǎn),應(yīng)該用油浴熱回流較方便。如反應(yīng)溫度低于溶劑沸點(diǎn),應(yīng)該用油浴或水浴。油浴內(nèi)插套有玻璃管的電爐絲,升溫較快是方或水浴。油浴內(nèi)插套有玻
26、璃管的電爐絲,升溫較快是方便,也可用可調(diào)變壓器調(diào)節(jié)電爐加熱。油浴要經(jīng)常攪動(dòng)便,也可用可調(diào)變壓器調(diào)節(jié)電爐加熱。油浴要經(jīng)常攪動(dòng)油,使加熱均勻。油浴中應(yīng)插有溫度計(jì)控制溫度。油,使加熱均勻。油浴中應(yīng)插有溫度計(jì)控制溫度。 低溫操作的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵是冷卻劑。低溫反應(yīng)常用的冷卻低溫操作的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵是冷卻劑。低溫反應(yīng)常用的冷卻劑有冰劑有冰(0(0左右左右) )、干冰、干冰(-80(-80左右左右) )、液氮、液氮(-196)(-196)。冰。冰加食鹽或氯化鈣可降低水凝固點(diǎn)。它們分別由冰加食鹽或氯化鈣可降低水凝固點(diǎn)。它們分別由冰- -鹽鹽- -水,水,干冰干冰- -溶劑和出溶劑例入液氮中攪和形成的漿狀物組成。溶劑和出溶
27、劑例入液氮中攪和形成的漿狀物組成。使用干冰,應(yīng)加入凝固點(diǎn)低于使用干冰,應(yīng)加入凝固點(diǎn)低于8080的液體,例如丙酮、乙的液體,例如丙酮、乙醇或己烷,以增進(jìn)反應(yīng)瓶和冷浴的熱傳導(dǎo)。用大口保溫瓶醇或己烷,以增進(jìn)反應(yīng)瓶和冷浴的熱傳導(dǎo)。用大口保溫瓶( (杜瓦瓶杜瓦瓶) )做冷浴鍋,或用雙層的玻璃器皿,中間填以絕熱做冷浴鍋,或用雙層的玻璃器皿,中間填以絕熱材料,使冷浴與周?chē)諝饨^熱可有效延長(zhǎng)冷卻劑的材料,使冷浴與周?chē)諝饨^熱可有效延長(zhǎng)冷卻劑的“壽壽命命”。 為了準(zhǔn)確地控制、掌握反應(yīng)速度或進(jìn)程,防止副反應(yīng)為了準(zhǔn)確地控制、掌握反應(yīng)速度或進(jìn)程,防止副反應(yīng)的加速生成,合成反應(yīng)必須控制在一個(gè)合理、準(zhǔn)確的溫度的加速生成,
28、合成反應(yīng)必須控制在一個(gè)合理、準(zhǔn)確的溫度下進(jìn)行。當(dāng)然,保持一個(gè)反應(yīng)混合物處在一個(gè)恒定溫度的下進(jìn)行。當(dāng)然,保持一個(gè)反應(yīng)混合物處在一個(gè)恒定溫度的最簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的方法是選擇合適的溶劑,它的沸點(diǎn)恰好在最簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的方法是選擇合適的溶劑,它的沸點(diǎn)恰好在所需要的反應(yīng)溫度范圍,通過(guò)加熱反應(yīng)混合物,使之沸騰,所需要的反應(yīng)溫度范圍,通過(guò)加熱反應(yīng)混合物,使之沸騰,并用冷凝管冷凝產(chǎn)生的蒸氣,使之回到反應(yīng)瓶中去。只要并用冷凝管冷凝產(chǎn)生的蒸氣,使之回到反應(yīng)瓶中去。只要混合物的組成不變,其沸點(diǎn)亦不會(huì)改變。由于隨著反應(yīng)的混合物的組成不變,其沸點(diǎn)亦不會(huì)改變。由于隨著反應(yīng)的進(jìn)行,組成會(huì)發(fā)生變化,所以常常讓其中一個(gè)反應(yīng)液體過(guò)進(jìn)行,組
29、成會(huì)發(fā)生變化,所以常常讓其中一個(gè)反應(yīng)液體過(guò)量,并作溶劑,可使反應(yīng)液沸騰,因而反應(yīng)過(guò)程溫度變化量,并作溶劑,可使反應(yīng)液沸騰,因而反應(yīng)過(guò)程溫度變化較小,或用一個(gè)合適的第三者作溶劑,保證它參與的混合較小,或用一個(gè)合適的第三者作溶劑,保證它參與的混合物在所需溫度下沸騰,進(jìn)行反應(yīng)。物在所需溫度下沸騰,進(jìn)行反應(yīng)。溫度控制中必須注意的是高放熱反應(yīng)。如反應(yīng)放熱,超過(guò)溫度控制中必須注意的是高放熱反應(yīng)。如反應(yīng)放熱,超過(guò)系統(tǒng)所能移走的熱量,則可能?chē)姵龌虬l(fā)個(gè)爆炸。對(duì)這類反系統(tǒng)所能移走的熱量,則可能?chē)姵龌虬l(fā)個(gè)爆炸。對(duì)這類反應(yīng)加以控制的方法如下??刂破渲幸环N反應(yīng)物的加入速應(yīng)加以控制的方法如下??刂破渲幸环N反應(yīng)物的加入速度
30、,從而減少反應(yīng)并通過(guò)冷卻移走反應(yīng)熱。特別注意,度,從而減少反應(yīng)并通過(guò)冷卻移走反應(yīng)熱。特別注意,反應(yīng)開(kāi)始時(shí),反應(yīng)物不要加得太多,因此即使反應(yīng)放熱也反應(yīng)開(kāi)始時(shí),反應(yīng)物不要加得太多,因此即使反應(yīng)放熱也不會(huì)引起劇烈的升溫,否則反應(yīng)物加入量過(guò)多,反應(yīng)起來(lái)不會(huì)引起劇烈的升溫,否則反應(yīng)物加入量過(guò)多,反應(yīng)起來(lái)歷放出的大量熱會(huì)引起嚴(yán)重后果。換成大的反應(yīng)瓶進(jìn)行歷放出的大量熱會(huì)引起嚴(yán)重后果。換成大的反應(yīng)瓶進(jìn)行反應(yīng),并用冷浴移走反應(yīng)放出的熱,有時(shí)可通過(guò)加入額外反應(yīng),并用冷浴移走反應(yīng)放出的熱,有時(shí)可通過(guò)加入額外的溶劑,使反應(yīng)物稀釋,減慢反應(yīng)并降溫。的溶劑,使反應(yīng)物稀釋,減慢反應(yīng)并降溫。第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)氧無(wú)水溶劑和試劑的
31、提純及處理無(wú)氧無(wú)水溶劑和試劑的提純及處理 無(wú)氧無(wú)水操作的反應(yīng)、分離和純化中使用的一切試劑、無(wú)氧無(wú)水操作的反應(yīng)、分離和純化中使用的一切試劑、溶劑都必須嚴(yán)格純化,除去水和氣。在貯存時(shí)也必須注意溶劑都必須嚴(yán)格純化,除去水和氣。在貯存時(shí)也必須注意防止水分和空氣的侵入。本節(jié)介紹一些常用溶劑的除水和防止水分和空氣的侵入。本節(jié)介紹一些常用溶劑的除水和除氧方法,介紹易被水分和氧所污染的常用實(shí)驗(yàn)試劑提純。除氧方法,介紹易被水分和氧所污染的常用實(shí)驗(yàn)試劑提純。 1 1 溶劑的提純?nèi)軇┑奶峒?(1)(1)一般提純方法一般提純方法 出于溶劑常大大過(guò)量于溶于其出于溶劑常大大過(guò)量于溶于其中的試劑,因而降低溶劑中雜質(zhì)的含量就
32、顯得十分重要。中的試劑,因而降低溶劑中雜質(zhì)的含量就顯得十分重要。最常見(jiàn)的提純方法有蒸餾、用惰性氣體驅(qū)除、吸附、洗滌,最常見(jiàn)的提純方法有蒸餾、用惰性氣體驅(qū)除、吸附、洗滌,用除氧劑或吸水劑以及冷凍用除氧劑或吸水劑以及冷凍- -抽空抽空- -熔化法除氣等。熔化法除氣等。 (2 2)蒸餾與惰氣驅(qū)氣)蒸餾與惰氣驅(qū)氣 蒸餾法往往不為人們所重視,蒸餾法往往不為人們所重視,但它用于炔類和含氯烴溶劑的除水很有效。水與有機(jī)液體但它用于炔類和含氯烴溶劑的除水很有效。水與有機(jī)液體的親和力比較弱。惰性氣體氣氛下常壓蒸餾裝置見(jiàn)圖的親和力比較弱。惰性氣體氣氛下常壓蒸餾裝置見(jiàn)圖4-154-15介紹。惰性氣體驅(qū)氣裝置加圖介紹。
33、惰性氣體驅(qū)氣裝置加圖4-284-28所示,它對(duì)飽和脂肪烴、所示,它對(duì)飽和脂肪烴、芳香烴和氯代烴的驅(qū)氣很有效,但不適于醚類和烯烴。這芳香烴和氯代烴的驅(qū)氣很有效,但不適于醚類和烯烴。這兩類物質(zhì)與氧反應(yīng)生成過(guò)氧化物,因而要先用化學(xué)方法或兩類物質(zhì)與氧反應(yīng)生成過(guò)氧化物,因而要先用化學(xué)方法或用吸附劑處理后丙蒸餾。用吸附劑處理后丙蒸餾。 (3)(3)吸附劑吸附劑 吸附劑可用于溶劑除水。最常用的吸附劑是吸附劑可用于溶劑除水。最常用的吸附劑是分子篩和氧化鋁,它們的除水效果相當(dāng)好。使用之前應(yīng)進(jìn)分子篩和氧化鋁,它們的除水效果相當(dāng)好。使用之前應(yīng)進(jìn)行活化。提純方法有兩種:不連續(xù)操作,將活化的分子篩行活化。提純方法有兩種
34、:不連續(xù)操作,將活化的分子篩或氧化鋁加入到盛有溶劑的容器,靜置使吸附劑吸附溶劑或氧化鋁加入到盛有溶劑的容器,靜置使吸附劑吸附溶劑中的水分,中的水分,定時(shí)間后,取出上部的溶劑使用;也可用吸定時(shí)間后,取出上部的溶劑使用;也可用吸附柱進(jìn)行連續(xù)多級(jí)凈化,可達(dá)到更好的除雜效果。先用活附柱進(jìn)行連續(xù)多級(jí)凈化,可達(dá)到更好的除雜效果。先用活化了的吸附劑裝粒再用惰性氣體排除空氣,最后將脫過(guò)氣化了的吸附劑裝粒再用惰性氣體排除空氣,最后將脫過(guò)氣并預(yù)先干燥過(guò)的溶劑導(dǎo)人柱中?;钚匝趸X可有效地除去并預(yù)先干燥過(guò)的溶劑導(dǎo)人柱中?;钚匝趸X可有效地除去醚和烯烴中的過(guò)氧化物:由于其吸附水分的能力比吸附過(guò)醚和烯烴中的過(guò)氧化物:由于
35、其吸附水分的能力比吸附過(guò)氧化物的能力強(qiáng),因而有必要用分子篩以不連續(xù)方式對(duì)溶氧化物的能力強(qiáng),因而有必要用分子篩以不連續(xù)方式對(duì)溶劑進(jìn)行預(yù)干燥。劑進(jìn)行預(yù)干燥。 對(duì)溶劑,特別是大量溶劑進(jìn)行干燥時(shí)遇到的一對(duì)溶劑,特別是大量溶劑進(jìn)行干燥時(shí)遇到的一個(gè)問(wèn)題是如何處理用過(guò)的固體吸附劑。常用的方個(gè)問(wèn)題是如何處理用過(guò)的固體吸附劑。常用的方法是將其在惰性氣流中或真空下小心加熱重新活法是將其在惰性氣流中或真空下小心加熱重新活化。如果吸附劑原先用于干燥烯烴或含過(guò)氧化物化。如果吸附劑原先用于干燥烯烴或含過(guò)氧化物的其他溶劑,活化之前必須破壞過(guò)氧化物。的其他溶劑,活化之前必須破壞過(guò)氧化物。 (4) (4)高活性干燥劑和除氧劑高
36、活性干燥劑和除氧劑 用前述方法對(duì)許多用途而言用前述方法對(duì)許多用途而言已經(jīng)足夠了,但有些要求更高的反應(yīng)對(duì)經(jīng)這樣處理仍存留已經(jīng)足夠了,但有些要求更高的反應(yīng)對(duì)經(jīng)這樣處理仍存留痕量氧化性雜質(zhì)隨仍需進(jìn)一步用高活性干燥劑和除氧劑處痕量氧化性雜質(zhì)隨仍需進(jìn)一步用高活性干燥劑和除氧劑處理才能滿足反應(yīng)要求。為了進(jìn)理才能滿足反應(yīng)要求。為了進(jìn)少降低水分、氧和氧化性少降低水分、氧和氧化性雜質(zhì)的含量,通常需要化學(xué)方法和蒸餾方法相結(jié)合。圖雜質(zhì)的含量,通常需要化學(xué)方法和蒸餾方法相結(jié)合。圖4-4-2929是一種有代表性的蒸餾裝置。這種裝置是為了有效地分是一種有代表性的蒸餾裝置。這種裝置是為了有效地分離溶劑和凈化劑:還可采用另一
37、種裝胃,如圖離溶劑和凈化劑:還可采用另一種裝胃,如圖4-304-30所示。所示。裝置中的貯液瓶位于蒸餾瓶的上方,其中過(guò)量的蒸餾物可裝置中的貯液瓶位于蒸餾瓶的上方,其中過(guò)量的蒸餾物可經(jīng)支管流回蒸餾瓶。另經(jīng)支管流回蒸餾瓶。另種回流裝量可使用有側(cè)管的圓底種回流裝量可使用有側(cè)管的圓底瓶加冷凝管。冷凝管上端裝有惰氣導(dǎo)出管,與汁泡器相連。瓶加冷凝管。冷凝管上端裝有惰氣導(dǎo)出管,與汁泡器相連。 目前使用的高效干燥劑和除氧劑有目前使用的高效干燥劑和除氧劑有LiAlHLiAlH4 4,鈉絲或鈉,鈉絲或鈉砂,二苯酮鈉,砂,二苯酮鈉,CaHCaH2 2,Na-KNa-K合金。應(yīng)注意這些強(qiáng)還原劑在合金。應(yīng)注意這些強(qiáng)還原
38、劑在含氯代烴或可被還原的有機(jī)化合物存在時(shí)有發(fā)生爆炸的危含氯代烴或可被還原的有機(jī)化合物存在時(shí)有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)!險(xiǎn)! 固體鈉和固體鈉和CaHCaH2 2與雜質(zhì)之間的反應(yīng)速度比較慢,甚至在與雜質(zhì)之間的反應(yīng)速度比較慢,甚至在溶劑的回流溫度下除雜效果也不佳。液體的溶劑的回流溫度下除雜效果也不佳。液體的NaNaK K合金和合金和可溶性的可溶性的LiAlHLiAlH4 4雖然常用來(lái)提純?nèi)軇?,但千萬(wàn)要注意,因雖然常用來(lái)提純?nèi)軇?,但千萬(wàn)要注意,因?yàn)槿f(wàn)一不小心就有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。如果確需用為萬(wàn)一不小心就有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。如果確需用LiAlHLiAlH4 4干干燥醚類溶劑,則應(yīng)先除去過(guò)氧化物,并進(jìn)行預(yù)干燥和除氧燥醚
39、類溶劑,則應(yīng)先除去過(guò)氧化物,并進(jìn)行預(yù)干燥和除氧操作。加入操作。加入LiAlH4LiAlH4后蒸餾時(shí)絕不能蒸干溶劑,此外還應(yīng)有后蒸餾時(shí)絕不能蒸干溶劑,此外還應(yīng)有防護(hù)裝置,做好防爆、燃燒起火的防患工作。防護(hù)裝置,做好防爆、燃燒起火的防患工作。Na-KNa-K合金同合金同樣不太文全,因?yàn)樵撘后w金屬表面上積累的超氧化物會(huì)導(dǎo)樣不太文全,因?yàn)樵撘后w金屬表面上積累的超氧化物會(huì)導(dǎo)致自燃起火,引起不安全事故。致自燃起火,引起不安全事故。 在使用方便和操作安全之間,苯酮鈉是一種較好的折在使用方便和操作安全之間,苯酮鈉是一種較好的折中選擇。也應(yīng)先對(duì)溶劑進(jìn)行預(yù)純化以除去大部分的水和氧。中選擇。也應(yīng)先對(duì)溶劑進(jìn)行預(yù)純化以
40、除去大部分的水和氧。再用惰氣排除蒸餾瓶中的空氣,最后加入新制備的鈉砂或再用惰氣排除蒸餾瓶中的空氣,最后加入新制備的鈉砂或鈉處和少量苯酮鈉處和少量苯酮( (約約5g/L)5g/L),用粗?jǐn)嚢璋魯嚢枰詳囁殁c砂上,用粗?jǐn)嚢璋魯嚢枰詳囁殁c砂上殘留的表面膜。如果溶劑比較純凈,鈉砂附近的溶液很快殘留的表面膜。如果溶劑比較純凈,鈉砂附近的溶液很快呈現(xiàn)藍(lán)色,但一般情況下溶液的藍(lán)色在加熱回流一段時(shí)間呈現(xiàn)藍(lán)色,但一般情況下溶液的藍(lán)色在加熱回流一段時(shí)間后才出現(xiàn)。溶液轉(zhuǎn)為深藍(lán)色或綠色時(shí)即可開(kāi)始蒸餾。這種后才出現(xiàn)。溶液轉(zhuǎn)為深藍(lán)色或綠色時(shí)即可開(kāi)始蒸餾。這種顏色標(biāo)志著耗盡了水和氧化性雜質(zhì)面生成丁苯酮鈉。如果顏色標(biāo)志著耗盡了
41、水和氧化性雜質(zhì)面生成丁苯酮鈉。如果起始溶劑的規(guī)格比較高,經(jīng)過(guò)預(yù)純化可直接加到蒸餾瓶中,起始溶劑的規(guī)格比較高,經(jīng)過(guò)預(yù)純化可直接加到蒸餾瓶中,可補(bǔ)加少量二苯酮。它的缺點(diǎn)是生成不易被引發(fā),且還會(huì)可補(bǔ)加少量二苯酮。它的缺點(diǎn)是生成不易被引發(fā),且還會(huì)在干燥過(guò)的溶劑中引入痕量的雜質(zhì)苯。在干燥過(guò)的溶劑中引入痕量的雜質(zhì)苯。 2 2幾類溶劑的提純幾類溶劑的提純 (1)(1)飽和烴飽和烴 鼓氣法或冷凝鼓氣法或冷凝- -抽空抽空- -熔化法均可用于熔化法均可用于鏈烷烴除氣,而除水則用分子篩吸附或進(jìn)行蒸餾。蒸餾法鏈烷烴除氣,而除水則用分子篩吸附或進(jìn)行蒸餾。蒸餾法除水時(shí)要棄去最初的餾分。一種非常有效的方法是蒸餾含除水時(shí)要
42、棄去最初的餾分。一種非常有效的方法是蒸餾含二苯酮鈉的溶液。工業(yè)烷烴中常含有烯烴,處理的方法是;二苯酮鈉的溶液。工業(yè)烷烴中常含有烯烴,處理的方法是;濃硫酸洗滌數(shù)次,溶劑與水分離,水洗,分子篩干燥,最濃硫酸洗滌數(shù)次,溶劑與水分離,水洗,分子篩干燥,最后用新鮮干燥劑或選用的前面介紹過(guò)的干燥方法進(jìn)行干燥。后用新鮮干燥劑或選用的前面介紹過(guò)的干燥方法進(jìn)行干燥。 (2) (2)芳烴芳烴 用于飽和烴的方法也可用于苯的提純。噻用于飽和烴的方法也可用于苯的提純。噻吩和類似的含硫化合物雜質(zhì)用硫鼓洗滌除去。吩和類似的含硫化合物雜質(zhì)用硫鼓洗滌除去。 用這些方法提純中苯、二甲苯過(guò)程中,要注意用硫用這些方法提純中苯、二甲苯
43、過(guò)程中,要注意用硫鼓處理容易發(fā)生磺化反應(yīng),因此應(yīng)在室溫或室溫以下進(jìn)行。鼓處理容易發(fā)生磺化反應(yīng),因此應(yīng)在室溫或室溫以下進(jìn)行。 (3)(3)氯代烴氯代烴 分子篩是這類物質(zhì)的良好干燥劑。應(yīng)注意的分子篩是這類物質(zhì)的良好干燥劑。應(yīng)注意的是,強(qiáng)還原劑如金屬氫化物、金屬鈉、是,強(qiáng)還原劑如金屬氫化物、金屬鈉、Na-KNa-K合金與溶劑劇合金與溶劑劇烈反應(yīng),絕不能用這類物質(zhì)干燥鹵代烴。氯代中通常含有烈反應(yīng),絕不能用這類物質(zhì)干燥鹵代烴。氯代中通常含有1 1的乙醇從阻止光氣形成,除去乙醇的方法是與濃的乙醇從阻止光氣形成,除去乙醇的方法是與濃K K2 2SOSO4 4一起搖動(dòng),溶劑與酸分離,水洗、分子篩或硅膠預(yù)干燥,
44、一起搖動(dòng),溶劑與酸分離,水洗、分子篩或硅膠預(yù)干燥,4A4A分子篩干燥,蒸餾收集中間餾分。蒸餾得到的氯仿必須分子篩干燥,蒸餾收集中間餾分。蒸餾得到的氯仿必須直接使用或在嚴(yán)格隔絕空氣的條件下貯存。直接使用或在嚴(yán)格隔絕空氣的條件下貯存。 (4)(4)醚醚 市場(chǎng)上購(gòu)得的無(wú)水乙醚如質(zhì)量號(hào)、新開(kāi)瓶的乙醚市場(chǎng)上購(gòu)得的無(wú)水乙醚如質(zhì)量號(hào)、新開(kāi)瓶的乙醚可直接使用。同樣,市場(chǎng)購(gòu)得的純四氫呋喃也可直接使用。可直接使用。同樣,市場(chǎng)購(gòu)得的純四氫呋喃也可直接使用。但要注意,在使用前應(yīng)檢查其質(zhì)量,否則應(yīng)進(jìn)行干燥處理,但要注意,在使用前應(yīng)檢查其質(zhì)量,否則應(yīng)進(jìn)行干燥處理,當(dāng)要求特別高的反應(yīng)中所需乙醚和四氫呋喃通常在最后的當(dāng)要求特
45、別高的反應(yīng)中所需乙醚和四氫呋喃通常在最后的處理中均要用處理中均要用LiAlH4LiAlH4干燥并蒸餾。要記住,必須先除去其干燥并蒸餾。要記住,必須先除去其中的過(guò)氧化物,特別要注意不能使蒸餾瓶中的溶劑蒸干。中的過(guò)氧化物,特別要注意不能使蒸餾瓶中的溶劑蒸干。除去過(guò)氧化物的溶劑也可用二苯酮鈉干燥,它比除去過(guò)氧化物的溶劑也可用二苯酮鈉干燥,它比LiAlH4LiAlH4更更安全。安全。 (5) (5)腈腈 乙腈中的大量水,先用分子篩干燥,然后加入乙腈中的大量水,先用分子篩干燥,然后加入CaH2CaH2攪拌或搖動(dòng),這一步驟不但除水且可除去乙酸。預(yù)處攪拌或搖動(dòng),這一步驟不但除水且可除去乙酸。預(yù)處理過(guò)的乙腈中
46、加人理過(guò)的乙腈中加人P205P205后在惰氣保護(hù)下以高回流比進(jìn)行蒸后在惰氣保護(hù)下以高回流比進(jìn)行蒸餾。蒸餾瓶中可能形成凝膠,只能蒸出少量溶劑而將大部餾。蒸餾瓶中可能形成凝膠,只能蒸出少量溶劑而將大部分留在蒸餾瓶中。分留在蒸餾瓶中。作為另一提純方法,可先與作為另一提純方法,可先與CaH2CaH2一起攪拌,再在惰氣氛下一起攪拌,再在惰氣氛下蒸餾,最后讓蒸得的溶劑在干燥的情性氣氛下通過(guò)活性氧蒸餾,最后讓蒸得的溶劑在干燥的情性氣氛下通過(guò)活性氧化鋁柱。化鋁柱。 (6) (6)醇醇 從甲醇和乙醇中除水使困難的。用碘化了的從甲醇和乙醇中除水使困難的。用碘化了的鎂屑、鈣屑和塊狀鎂屑、鈣屑和塊狀CaH2CaH2除
47、去甲醇的痕量水但這些活潑金除去甲醇的痕量水但這些活潑金屬可能含有某種氮化物而使溶劑中含有雜質(zhì)屬可能含有某種氮化物而使溶劑中含有雜質(zhì)NH3NH3。這些干。這些干燥劑也可用于干燥高碳醇。燥劑也可用于干燥高碳醇。4A4A分子篩也可用來(lái)除去乙醇和分子篩也可用來(lái)除去乙醇和高碳醇中的水;高碳醇中的水; (7)(7)丙酮丙酮 丙酮極難干燥,許多常用干燥劑丙酮極難干燥,許多常用干燥劑( (如如MgS04)MgS04)能與之發(fā)生反應(yīng)。加入能與之發(fā)生反應(yīng)。加入4A4A分子篩長(zhǎng)時(shí)間放置能在分子篩長(zhǎng)時(shí)間放置能在定程度使之干燥。定程度使之干燥。 獲得高純丙酮的方法是室溫下用干燥的獲得高純丙酮的方法是室溫下用干燥的NaI
48、NaI使溶劑使溶劑飽和,傾析并使之冷卻至飽和,傾析并使之冷卻至-10 -10 ,分離形成的晶體,分離形成的晶體(NaI-(NaI-丙酮混合物丙酮混合物) ),將晶體加熱至室溫,蒸餾所得液體。,將晶體加熱至室溫,蒸餾所得液體。 3 3 幾種常用氣體的提純幾種常用氣體的提純 (1)(1)乙炔乙炔 乙炔氣體裝在含有丙酮的鋼瓶里出售,乙炔氣體裝在含有丙酮的鋼瓶里出售,丙酮的作用是使乙炔保持低壓力。團(tuán)此,乙炔的主要雜質(zhì)丙酮的作用是使乙炔保持低壓力。團(tuán)此,乙炔的主要雜質(zhì)是丙酮。除去丙酮的方法是讓乙炔氣體流過(guò)是丙酮。除去丙酮的方法是讓乙炔氣體流過(guò)NaHS03NaHS03水溶液,水溶液,然后流過(guò)分子篩使之干燥
49、。如果需用少量的無(wú)丙酮乙炔,然后流過(guò)分子篩使之干燥。如果需用少量的無(wú)丙酮乙炔,用電石用電石( (碳化鈣碳化鈣) )和水的反比產(chǎn)生的乙炔是十分方便但應(yīng)和水的反比產(chǎn)生的乙炔是十分方便但應(yīng)注意含硫雜質(zhì)的存在。該法產(chǎn)生的乙炔同樣需流經(jīng)分子篩注意含硫雜質(zhì)的存在。該法產(chǎn)生的乙炔同樣需流經(jīng)分子篩柱干燥。柱干燥。 應(yīng)注意,乙快在熱力學(xué)上不穩(wěn)定,高壓時(shí)可能自發(fā)應(yīng)注意,乙快在熱力學(xué)上不穩(wěn)定,高壓時(shí)可能自發(fā)爆炸,絕不能在大于爆炸,絕不能在大于0.1MPa0.1MPa的壓力下操作。如果用電石法的壓力下操作。如果用電石法產(chǎn)生乙炔,發(fā)生器必須保持冷卻,并要保證其中的乙炔氣產(chǎn)生乙炔,發(fā)生器必須保持冷卻,并要保證其中的乙炔氣
50、流暢通。流暢通。 (2) (2)氨氨 可從市場(chǎng)上購(gòu)得相當(dāng)干燥的氨。其中痕量水用下可從市場(chǎng)上購(gòu)得相當(dāng)干燥的氨。其中痕量水用下述方法除去:于真空體系中使氨氣在金屬鈉上冷凝,待液述方法除去:于真空體系中使氨氣在金屬鈉上冷凝,待液氨溶液出現(xiàn)藍(lán)色后,用阱到阱蒸餾法將產(chǎn)物收集到反應(yīng)容氨溶液出現(xiàn)藍(lán)色后,用阱到阱蒸餾法將產(chǎn)物收集到反應(yīng)容器或金屬筒中。要防止的危險(xiǎn)是驟然上升的氨氣壓力以高器或金屬筒中。要防止的危險(xiǎn)是驟然上升的氨氣壓力以高速掀開(kāi)活塞或者使玻璃儀器爆炸。另一可能存在的危險(xiǎn)是速掀開(kāi)活塞或者使玻璃儀器爆炸。另一可能存在的危險(xiǎn)是真空體系被液氨蒸發(fā)過(guò)程中形成的霧狀金屬鈉所污染。在真空體系被液氨蒸發(fā)過(guò)程中形成
51、的霧狀金屬鈉所污染。在干燥管的上方堵以玻璃毛可以減少這種污染。而減壓鼓泡干燥管的上方堵以玻璃毛可以減少這種污染。而減壓鼓泡器則能減少真空裝置中壓力騾增的機(jī)會(huì)。實(shí)驗(yàn)人員在操作器則能減少真空裝置中壓力騾增的機(jī)會(huì)。實(shí)驗(yàn)人員在操作之前應(yīng)充分了解真空系統(tǒng)操作方法。之前應(yīng)充分了解真空系統(tǒng)操作方法。 (3) (3)鹵化硼鹵化硼 這類化合物的操作和提純要在真空裝置上這類化合物的操作和提純要在真空裝置上進(jìn)行。硅活塞脂與鹵化硼起反應(yīng),大多數(shù)烴類真空脂中含進(jìn)行。硅活塞脂與鹵化硼起反應(yīng),大多數(shù)烴類真空脂中含有不飽和烴,后者遇到鹵化硼這類路易斯酸即發(fā)生聚合。有不飽和烴,后者遇到鹵化硼這類路易斯酸即發(fā)生聚合。 BP3BP
52、3能從市場(chǎng)上以簡(jiǎn)裝形式購(gòu)得。工業(yè)三氯化硼的能從市場(chǎng)上以簡(jiǎn)裝形式購(gòu)得。工業(yè)三氯化硼的雜質(zhì)通常為雜質(zhì)通常為HClHCl、COClCOCl和具有一定揮發(fā)性的氯氧化合物。和具有一定揮發(fā)性的氯氧化合物。鹵氧化合物中的雜質(zhì)不難在清潔的真空裝音置里經(jīng)鹵氧化合物中的雜質(zhì)不難在清潔的真空裝音置里經(jīng)l l2 2次次阱到阱蒸餾法去除。阱到阱蒸餾法去除。BCl3BCl3在在-78-78短時(shí)間抽真空可以除去短時(shí)間抽真空可以除去大部分大部分HClHCl雜質(zhì)。雜質(zhì)。 液態(tài)三溴化硼通常密封存安碚瓶中出售淺黃色商液態(tài)三溴化硼通常密封存安碚瓶中出售淺黃色商品中可能含有二溴化物。加入水銀一起搖動(dòng)可以除去這種品中可能含有二溴化物。加
53、入水銀一起搖動(dòng)可以除去這種雜質(zhì)。演化氫雜質(zhì)用阱到阱分級(jí)蒸餾除去,雜質(zhì)。演化氫雜質(zhì)用阱到阱分級(jí)蒸餾除去,-45-45的阱收的阱收集集BBr3BBr3,-196-196阱收集阱收集HBrHBr。 (4) (4)二氧化碳二氧化碳 特別是由于冰產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w特別是由于冰產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w中主要雜質(zhì)是水:高真空體系中加進(jìn)一個(gè)活化硅膠阱,然中主要雜質(zhì)是水:高真空體系中加進(jìn)一個(gè)活化硅膠阱,然后進(jìn)行阱到阱蒸餾可以有效地除去二氧化碳中的水。后進(jìn)行阱到阱蒸餾可以有效地除去二氧化碳中的水。 (5)(5)一氧化碳一氧化碳 COCO中最棘手的雜質(zhì)是氧。除氧方法中最棘手的雜質(zhì)是氧。除氧方法是讓氣流通過(guò)擔(dān)載銅是讓氣流通
54、過(guò)擔(dān)載銅( (如如Ridox)Ridox)或擔(dān)載或擔(dān)載MnOMnO。 (6)(6)乙烯乙烯 氧是其令人討厭的雜質(zhì)。除氧方法是讓氧是其令人討厭的雜質(zhì)。除氧方法是讓乙烯氣流通過(guò)乙烯氣流通過(guò)MnOMnO或擔(dān)載銅?;驌?dān)載銅。 (7)(7)氫氫 氫中的氧可通過(guò)鉑氫中的氧可通過(guò)鉑- -金屬催化刑減少到金屬催化刑減少到1010-9-9級(jí)。氣體擴(kuò)散滲過(guò)加熱的鈀套管可迅速得到超純氫。級(jí)。氣體擴(kuò)散滲過(guò)加熱的鈀套管可迅速得到超純氫。 (8) (8)鹵化氫鹵化氫 可在真空裝置上進(jìn)行阱到阱蒸餾能夠可在真空裝置上進(jìn)行阱到阱蒸餾能夠除去除去HClHCl和和HBrHBr中的水。如果這些氣體在中的水。如果這些氣體在0.133M
55、Pa0.133MPa或低于或低于0.133MPa0.133MPa的壓力下操作,則可用的壓力下操作,則可用-78-78的冷阱使其中的水的冷阱使其中的水分冷凝。氣體中的鹵素雜質(zhì)用活性炭阱去除。分冷凝。氣體中的鹵素雜質(zhì)用活性炭阱去除。 由于由于HIHI和和H2H2,I2I2,之間存在平衡:,之間存在平衡: 2HI2HIH2H2十十I2I2 這個(gè)平衡使這個(gè)平衡使HIHI的提純復(fù)雜化的提純復(fù)雜化. .使氣流通過(guò)紅磷或與使氣流通過(guò)紅磷或與水銀一起振蕩即可去除其中水銀一起振蕩即可去除其中I2I2,然后使氣流通過(guò),然后使氣流通過(guò)-78-78的的冷阱使水冷凝。最后使氣體冷凝收集在冷阱使水冷凝。最后使氣體冷凝收集
56、在-196-196的冷阱中。的冷阱中。第二個(gè)冷阱的出口保持高真空,從而除去第二個(gè)冷阱的出口保持高真空,從而除去H2H2。 (9) (9)二氧化硫二氧化硫 壓縮的上業(yè)氣體可在液氮溫度下冷凝壓縮的上業(yè)氣體可在液氮溫度下冷凝抽真空。氣體流經(jīng)抽真空。氣體流經(jīng)P4Ol0P4Ol0。( (分散在玻璃毛上分散在玻璃毛上) )阱可除去其阱可除去其中的水分。中的水分。 4 4無(wú)水金屬鹵化物無(wú)水金屬鹵化物 這些非常有用的起始物質(zhì)常與大氣中的水分起反應(yīng)。這些非常有用的起始物質(zhì)常與大氣中的水分起反應(yīng)。這些金屬鹵化物離子半徑小,氧化態(tài)高,不能通過(guò)簡(jiǎn)單的這些金屬鹵化物離子半徑小,氧化態(tài)高,不能通過(guò)簡(jiǎn)單的加熱方法使它們脫水。加熱方法使它們脫水。 工業(yè)工業(yè)AlCl3AlCl3和和AlBr3AlBr3常含有羥基雜質(zhì),真空下在玻璃常含有羥基雜質(zhì),真空下在玻璃儀器中升華可達(dá)到一定程度的凈化。如果升華之前將優(yōu)質(zhì)儀器中升華可達(dá)到一定程度的凈化。如果升華之前將優(yōu)質(zhì)鹵化物和鋁絲與鹵化物和鋁絲與1 1( (質(zhì)量分?jǐn)?shù)比質(zhì)量分?jǐn)?shù)比) )的的NaClNaCl相混合,凈化效相混合,凈化效果會(huì)更好。果會(huì)更好。NaClNaCl的作用是形成的作用是形成NaAlCl4NaAlCl4,后者對(duì)離
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