1、1实验技术的磨练有机合成实验操作在研究开发过程中,通过实验弄清事物。安全可靠的进行实验,直接反映在研究成果上。其中,特别是有机合成实验,每个实验都是从装置的组装搭建开始,到投料、反应、装置的拆卸进行一系列的操作,所以安全可靠地进行这些操作是至关重要的。根据各种不同的反应,有机合成操作有许多种,在这里仅介绍最基本的操作,因此大家要牢牢地掌握住他,并应用到日常的实验中去。本录像就以下各种操作进行了解说:实验开始前的点检、确认事项、装置的组装、试剂的程量、投料、反应后处理、精制和废弃物的处理。1、 实验开始前首先,在实验开始前确认实验台是否整理整顿的井然有序。在整理整顿的同时,要有“从现在开始可以安
2、全的进行实验了”这样一种心里准备。工作服穿着是否整洁?戴没戴保护眼镜?卷起袖子是很危险的。据不同的操作而选用口罩、皮手套、橡胶手套、薄橡胶手套、围裙等,因此,事前要确认使用何种保护用具。所使用试剂的毒性,除进行反应性质的调查外,在进行新的反应时,必须进行爆炸危险性等的危险预测。另外,除查阅资料之外也要听从上司的指导。所使用的实验装置和试剂应选用满足实验目的的,特别是反应器、烧瓶的尺寸、试剂的用量、反应用量的变化等要进行充分预测之后再选用。为防万一应配备保护用具和紧急用品。除急救箱、应急照明等常规设施外,还要配备相应实验所必需的用品。在进行预测为危险的实验时要 2 人以上进行。另外在实验的准备工
3、作中使用重量较重的物品时也要由 2 人以上进行。下面就安全进行合成反应实验的要点,穿插事故例进行说明。2、 实验装置的组装首先是实验装置的组装,组装与反应目的相符的装置是很重要的。在这里介绍一下具有代表性的有机合成实验装置四口烧瓶的安装。根据加料的量一般使用 500cc 以下的四口烧瓶。所需安装的器具因反应而异,一般安装搅拌器、温度计、冷凝塔、嘀加漏斗等等。另外、加热冷却时使用油浴或水浴、温度控制装置等。搅拌器的安装是将搅拌棒直插入烧瓶的底部,同时不能触及烧瓶的内壁及温度计。搅拌器安装完毕后,应先用手转一下确认无误后再开启马达的电源进行搅拌。冷凝塔的橡胶管要固定牢靠,不然会引起冷却水泄漏,滴至
4、油浴中,使高温的油飞溅,造成烫伤事故。下面是在安装过程中的事故例,当给300ml 四口烧瓶安装真空搅拌器时,左手拿住烧瓶一用力使烧瓶的支管断裂,造成左手拇指割伤事故。因此建议用手握住烧瓶的中央部位进行安装,应避免在如支管等易碎部位用力。3、 试剂的称量与使用下面是试剂的称量与使用,首先对于名称相似容易认错的试剂要充分确认标签,特别是同厂家的类似试剂在充分确认之后在进行使用。当标签溅上污物被污染看不清时要特别谨慎的进行检查确认。所使用试剂的性质要做到事前调查。在称量、使用粉末试剂时除要戴保护眼镜外还要带防护口罩。有气味的、易着火的试剂在称量时应将天平放在通风橱内进行。试剂使用时应先确认使用的顺序
5、。一般来说,全部是液体物料时应先加入溶剂,一边搅拌一边添加试剂。液体和粉末时,应先加入液体,一边搅拌一边添加粉末物料。根据反应需要也有与其相反的使用顺序,因此在进行新的实验之前必需进行事前确认。关于实验用量,所有试剂加入烧瓶后应在烧瓶容量的 1/3 到 1/2。但是,对于易产生气泡的反应,试剂用量应在烧瓶容量的 1/3 以内。24、 反应操作下面介绍反应操作。就进行剧烈的反应、反应失控的整个控制过程进行说明。控制反应的要素有:升温速度、试剂的添加速度、搅拌速度、反应器的容量等等。首先是升温速度,有时会有因升温速度过快,使反应剧烈而损坏反应器情况。这是因温度上升而发生剧烈反应所导致的事故。固体催
6、化剂的制造,在使用蒸发器进行浓缩过程中,在油浴温度上升时发生爆炸,烧瓶破损导致高温油飞溅引发烫伤事故。所有有机合成实验都是通用的,就是必需掌握反应正常进行的温度条件、事前对反应进行预测,这是很重要的。要查阅数据、听从上司的指导。试剂的添加速度对反应的控制也是非常重要的。添加速度在满足反应温度条件的同时,原料的添加要避免残留大量的未反应物。也就是说,如果添加速度过快,使来不及反应的原料蓄积,通过加热、反应热使温度上升,发生剧烈反应,造成温度失控。充分的搅拌反应液体使其反应均匀也是非常重要的,因此要经常检查确认搅拌的状态。作为控制反应失控的对策,应在反应装置的附近备好装有冰水的容器,当温度急剧上升
7、时,应立即撤掉加热装置,用乘有冰水的容器进行冷却。这个操作要求迅速进行,所以必需 2 个人来完成。5、 后处理操作后处理也有各种不同的操作,在这里就最基本的分液漏斗的操作进行说明。分液漏斗的操作咋看是一个很普通的操作,但是进入分液漏斗的反应液会引发意想不到的事故。在含有苯酚的反应生成物中所残留的无机酸用分液漏斗、重碳酸苏打进行中和操作时,产生碳酸气体形成压力,由于栓塞松动致使液体喷出,造成药伤事故。这个事故是由于反应生成液中残留的酸比想象的多,通过中和产生大量的碳酸气使药液喷出的。在分液漏斗的操作中象这样内部产生压力是不可避免的,因此为防万一,分液漏斗的正确操作方法是将分液漏斗的端部朝向通风橱
8、,不能朝向有人的方向。分液漏斗的操作象这样进行充分的搅拌,经常将分液漏斗的端部朝上进行放气。当估计有大量气体产生时,应使用搅拌浆进行充分搅拌,使其产生气体之后,再移至分液漏斗进行分液。6、 精制操作反应精制物的后处理,以精制为例,在蒸馏操作中使物料均匀沸腾且有效地防止突沸是很重要的,因此使用磁力搅拌器进行搅拌。蒸馏时冷却管要充分的进行水冷,如果冷却不充分,蒸馏出的成份会随蒸汽泄漏掉。另外高沸点的物料采用风冷进行冷却。各个实验器具进行可靠的连接是非常重要的,尤其是高温部分的连接,如果连接不可靠,就会因蒸汽泄漏而引发事故。还有加热的热源通常使用油浴或水浴,当控制器不能正常工作时,就会引起过热甚至引
9、发事故。所以控制器要定期的进行点检。7、 废弃物的处理最后,在实验结束后将反应获得的精制物进行分离,产生的废液一定要做无害化处理,作为废药品进行回收。在废液中有着火性、毒性、恶臭的物质,也有含有重金属等等的各种物质,因此应根据具体情况回收到规定的容器中。废液的处理分为实验室自行处理和委托外部专业公司进行处理两种。象各种重金属之类的废液在实验室进行无害化处理比较困难,应注明废药品的成份、担当者的姓名等,委托外部专业公司处理。废液的处理与反应相比一般较容易疏忽,有时会引发意想不到的事故,所以要慎重进行。以上是根据有机合成实验流程,就安全进行实验的要点并结合事故例进行了解说。根据使用的试剂、反应条件、反应的目的的不同,有机合成实验操作多种多样。关于日常的实验操作,要学习掌握正确的方法,树立您自己的实验技术。在进行研究时,进行事前调查、确保实验安全进行,做事前准备,事前予知活动是很重要的。 “不该是那样啊” , “碰巧今天” ,这是发生事故之后经常可以听到的,是事后诸葛的做法。要细心领会“没有安全的地方就没有研究”的含义,来磨练您的实验技术。3