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mo-jiajia木蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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【分享】實(shí)驗(yàn)室里的潛在危險(xiǎn) 已有14人參與
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一、 溶劑處理方面的潛在危險(xiǎn)。 A、溶劑無(wú)水處理前，一定要預(yù)處理 ：對(duì)于低沸點(diǎn)的溶劑，如乙醚，正戊烷等一定要先用干燥劑預(yù)先干燥，然后再加入鈉絲進(jìn)行回流，并且加熱不能過(guò)快過(guò)高。因?yàn)�，一旦溶劑里面的含水量過(guò)大，那么生成氫氣很劇烈的話(huà)，溶劑極易沖出體系，然后遇見(jiàn)明火或正在加熱的電阻絲，發(fā)生爆炸。這一點(diǎn)在有機(jī)所是有先例的，當(dāng)時(shí)的慘狀是，爆炸的沖擊波從三樓沖到頂樓，把通風(fēng)裝置炸的粉碎。包括對(duì)面實(shí)驗(yàn)室的整扇窗都被推倒。 對(duì)于醚類(lèi)溶劑，如果生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，或者久置不用的話(huà)，一定不要震動(dòng)，同時(shí)要加入還原劑，除掉生成的過(guò)氧化合物。也是一個(gè)博士生，在處理久置不用的處理THF的裝置的時(shí)候，剛一拔磨口活塞，就發(fā)生爆炸，滿(mǎn)臉血肉模糊。 用鈉處理的溶劑和鹵代烷溶劑處理裝置不能公用一個(gè)與大氣相連的裝置。有些同學(xué)衛(wèi)省事或節(jié)約空間，把所有溶劑處理裝置中保證與大氣相通的的裝置相連，這樣做的危險(xiǎn)是很可能如果鹵代烷，特別是二氯甲烷，加熱的時(shí)候溫度較高，無(wú)法冷凝下來(lái)，這樣，有可能密度較大的鹵代烷就會(huì)順著相同的管道，進(jìn)入用鈉絲干燥的溶劑的體系。一旦出現(xiàn)這樣的事情，肯定是爆炸。大家知道，鹵代烷在金屬鈉的作用下的偶聯(lián)反應(yīng)非常劇烈。 B、 廢溶劑的處理，絕對(duì)不要發(fā)生酸性液體和堿性液體，氧化性液體和還原性液體的混裝，這樣非常危險(xiǎn)。在有機(jī)所，廢液桶爆炸不是一次兩次。對(duì)于SOCl2, PCl5, PCl3絕對(duì)不能未經(jīng)處理就放入廢液桶，后果也很危險(xiǎn)。 二、 實(shí)驗(yàn)操作方面的潛在危險(xiǎn)。 1、 對(duì)于加熱、生成氣體的反應(yīng)，一定要小心不要成了封閉體系。 2、 應(yīng)該小心滴加、冷卻的反應(yīng)，一定要嚴(yán)格遵守，不要圖省事。 3、 反應(yīng)前，一定要檢查儀器有無(wú)裂痕。對(duì)于反應(yīng)體系氣壓變化大的反應(yīng)，大家一般都會(huì)注意。但是，有些問(wèn)題就是在你想不到的時(shí)候出現(xiàn)。我在一次萃取的時(shí)候，量在2升左右，發(fā)現(xiàn)分液漏斗有一個(gè)裂痕，以為沒(méi)有問(wèn)題。結(jié)果，在手中剛一搖晃時(shí)，就炸開(kāi)了。20%的KOH溶液噴了我一臉，更可怕的是，溶液順著桌面進(jìn)入插座，引起電源短路，然后引發(fā)火災(zāi)。 4、 對(duì)于容易爆炸的反應(yīng)物，如過(guò)氧化合物，疊氮化合物，重氮化合物，無(wú)水高 人 鹽，在使用的時(shí)候一定要小心，加熱小心，量取小心，處理小心。不要因?yàn)檎饎?dòng)引起爆炸。舉三個(gè)例子如下： 某副教授在有機(jī)所進(jìn)修時(shí)，加壓蒸餾一容易分解的化合物，由于加熱沒(méi)有控制好，發(fā)生爆炸，場(chǎng)面極其血腥。胸口的洞縫了五十多針！ 某研究生，在做關(guān)于過(guò)氧化合物的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮含有過(guò)氧化合物的溶液，完畢，不是小心地把空氣放入，而是一下子就通氣，結(jié)果由于空氣的撞擊引發(fā)爆炸，甲級(jí)甲等殘廢。我們今天看到的現(xiàn)場(chǎng)的照片是：一截手指頭血淋淋地沾在玻璃上。 （這也是加壓蒸餾通氣時(shí)為什么要慢慢來(lái)的原因） 某工作人員，在做疊氮化合物的實(shí)驗(yàn)室，反應(yīng)都處理好了，他覺(jué)得反應(yīng)容器要處理一下，結(jié)果在打開(kāi)瓶塞的時(shí)候，一用力，爆炸。 最后是一句忠告，不清楚的實(shí)驗(yàn)，不了解化合物性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，精神狀態(tài)不好時(shí)，一 定要當(dāng)心。 配體的純度對(duì)于做不對(duì)稱(chēng)催化的，以及利用配體來(lái)改進(jìn)某些金屬催化反應(yīng)的化學(xué)工作者來(lái)說(shuō) ，至關(guān)重要。但是，不同批次合成的配體，其純度由于采用原料的不同，或者純化 時(shí)所用的硅膠等材料的性能有所不同，就會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)的結(jié)果不能重復(fù)。如果前后配體的 純度有差異，或者溶劑等使用的不同，導(dǎo)致反應(yīng)條件篩選前后不是在可比較的前提下進(jìn) 行，有可能導(dǎo)致一些好結(jié)果的埋沒(méi)。 我們?cè)诎l(fā)表論文時(shí)，詳細(xì)寫(xiě)清楚試驗(yàn)的操作，試劑的純化方法，就是為保證別人按照相同的方法處理，可以重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果。因此，我們必須保證自己的實(shí)驗(yàn)方法是在同一條件下進(jìn)行。 我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中，確實(shí)也發(fā)現(xiàn)某些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較難重復(fù)，這個(gè)問(wèn)題不少?gòu)氖虏粚?duì)稱(chēng)研究的小組都曾碰到。分析其原因，可能有以下幾點(diǎn)： 1、配體的純度不符合要求，所以反應(yīng)的活性和對(duì)映選擇性與以前的結(jié)果不相吻合，特別是分離純化時(shí)用的溶劑和硅膠質(zhì)量得不到保證，導(dǎo)致按照以前純化條件得不 到符合研究工作的要求純度的配體；2、反應(yīng)的操作存在誤差：這突出表現(xiàn)在稱(chēng)量這一環(huán)節(jié)。由于配體和金屬鹽的量均只有幾毫克，靜電的干擾在天氣干燥的時(shí)候尤 為突出；3、反應(yīng)的溶劑多為丙酮，CH3CN和鹵代烷等難以檢測(cè)其含水量的溶劑，不同批次處理的溶劑，可能含水量不同，從而導(dǎo)致反應(yīng)結(jié)果不能重復(fù)。 為了保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可重復(fù)性，我們摸索并建立一套配體純度檢驗(yàn)的方法和標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)條件。特別是配體30a在幾個(gè)反應(yīng)中展示了優(yōu)異的性質(zhì)后，這一要求對(duì)于開(kāi)展其他研究尤為關(guān)鍵。 經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐，我們總結(jié)得到以下經(jīng)驗(yàn)供參考： A、標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)條件的建立 1、配體合成所用的CH3CN、三乙胺和四氯化碳按照標(biāo)準(zhǔn)方法處理，再經(jīng)小量反應(yīng)證明合格后（能合成出配體），保存在活化后的分子篩中供使用。 2、條件實(shí)驗(yàn)中所用的溶劑，如果不能通過(guò)指示劑顯色來(lái)確保其無(wú)水，則嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)方法處理后，再經(jīng)活化后的分子篩進(jìn)一步處理后，蒸出使用；對(duì)于已經(jīng)篩選出的最佳溶劑，每次新處理后，均用標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)檢驗(yàn)，ee值與以前的實(shí)驗(yàn)符合后才能使用。 3、稱(chēng)量過(guò)程中，盡可能避免靜電的干擾。 B、配體純度方法的建立 1、對(duì)于合成的新配體，在用 磁氫譜和碳譜?定初步純度后，先用于某一反?得到一個(gè)關(guān)于反應(yīng)速率和ee值的數(shù)據(jù)；然后，用不同的展開(kāi)劑再次純化配體后并取其最純的部分，在相同的條件下 重復(fù)與前相同的反應(yīng)。如果反應(yīng)情況（包括速率和ee值）變化不大，表明配體的純度已經(jīng)合格；如果反應(yīng)結(jié)果有明顯改善，這表明配體純度有了提高，這需要再次 純化配體，直至反應(yīng)結(jié)果的不同在誤差范圍內(nèi)，才表明配體純度已經(jīng)合格。 舉例如下：對(duì)于配體30a, 先用石油醚和丙酮（4:1, v/v）的展開(kāi)劑經(jīng)柱層析得到一淡黃色的油狀液體，雖然此液體經(jīng)核磁鑒定，純度已經(jīng)很好，但是用囘f 啉配體最常用的模型反應(yīng)-DA反應(yīng)（eq 1）一檢驗(yàn), 在以Cu(OTf)2 為L(zhǎng)ewis 酸， CH2Cl2為溶劑，-30oC的 反應(yīng)條件下，卻發(fā)現(xiàn)反應(yīng)幾乎不進(jìn)行。再用石油醚和乙酸乙酯（1:1, v/v）的展開(kāi)劑進(jìn)一步純化后，再在相同的條件下一試，反應(yīng)在一小時(shí)內(nèi)結(jié)束，ee值為36%。將配體再次純化后，重試反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)的ee值不變。 于是認(rèn)為配體已經(jīng)很純，可以用于反應(yīng)的條件篩選。每次重新合成出來(lái)的配體，都在此反應(yīng)條件下反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間和ee值均與上述結(jié)果相符，表明配體純度合格 后，才能將配體用于條件反應(yīng)。 首先，你從現(xiàn)在起，有時(shí)間就泡在實(shí)驗(yàn)室，觀察你的師兄們是如何操作的，每一個(gè)細(xì)節(jié)都不要放過(guò)。仔細(xì)想一想，為什么要這樣操作，不懂就問(wèn)，直到你弄清 楚了為什么要這樣操作。你也可以想清楚原因后，再去和其他師兄交換意見(jiàn)，看看別人的想法。當(dāng)然，剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，你肯定要當(dāng)當(dāng)下手，多跑跑腿，這樣才能和師兄 們套近乎，他們也才愿意和你多交流。 其次，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，失敗是經(jīng)常的，但是你一定要弄清楚失敗的原因。不要在沒(méi)有弄清楚原因的情況下，盲目再進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)操作。記住，分析好原因后，再做 試驗(yàn)，做一次試驗(yàn)，就要排除一個(gè)可能的因素。不要因?yàn)榕聦?dǎo)師說(shuō)你反應(yīng)開(kāi)得少，就開(kāi)一大堆試驗(yàn)。這樣的結(jié)果是讓你陷于大量的體力勞動(dòng)，沒(méi)有時(shí)間思考，總結(jié)提 高。 在做每一個(gè)實(shí)驗(yàn)之前，不要查到一篇文獻(xiàn)，就馬上按照文獻(xiàn)方法去試。反復(fù)調(diào)研文獻(xiàn)，看一看，要得到目標(biāo)產(chǎn)物，有哪些方法，每種方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么，經(jīng)過(guò) 反復(fù)比較，選擇最方便的開(kāi)始。這不但是提高工作效率的捷徑，而且是在培養(yǎng)你的判斷能力，也是在積累你的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。你想，一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)憔涂梢苑e累一系列資 料，一個(gè)學(xué)期下來(lái)，你將有多大的收獲？這種方法累，但是絕對(duì)有效。我相信，只要堅(jiān)持，畢業(yè)的時(shí)候，你會(huì)脫胎換骨。 對(duì)于你所采用方法的文獻(xiàn)，實(shí)驗(yàn)步驟的每一個(gè)細(xì)節(jié)，要問(wèn)問(wèn)什么這么做？如果不這樣做，后果是什么？能不能用其他方法代替？參考其他合成相同產(chǎn)物的文獻(xiàn)，看看 別人的實(shí)驗(yàn)步驟又是如何？他們做了什么改動(dòng)？為什么要這樣改動(dòng)？因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是相通的，這些問(wèn)題你一旦掌握了，堅(jiān)持一個(gè)月的時(shí)間，其他問(wèn)題也就迎刃而解了。 在我的周?chē)�，有很多人一直到要博士畢業(yè)了，這些問(wèn)題都沒(méi)有解決，吾未見(jiàn)其明也 |
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