双排管的使用

1、史兰克线的使用Schlenk Line一、对于空气和水高度敏感的化合物如正丁基锂的制备和处理，通常用Schlenk 技术。无水无氧操作线也称史兰克线Schlenk Line，是一套惰性气体的净化及 操作系统。通过这套系统，可以将无水无氧惰性气体导入反响系统，从而使反响 在无水无氧气氛中顺利进行。无水无氧操作线主要由除氧柱、枯燥柱、Na- K合金管、截油管、双排管、真空计等局部组成。惰性气体在一定压力下由鼓泡器导入平安管经枯燥柱初步除水，再除氧，再除去因除氧而产生的微量水分，继而通过 Na-K合金管以除去剩余的水和氧。如 果该体系也不能引入氮气的话再将气体通入锂屑或灼热的镁屑，最后经过截油管进入

2、双排管。在枯燥柱中，常填充脱水能力强并可再生的枯燥剂，如 5A分子筛；在除氧 柱中那么选用除氧效果好并能再生的除氧剂， 如银分子筛。经过这样的脱水除氧系 统处理后的惰性气体，就可以导入到反响系统或其他操作系统。事前准备：要对枯燥柱和除氧柱进行活化。假设选用5A分子筛作枯燥剂，那么在长为60cm内径为3cm的玻璃柱中，装 入5A分子筛。从柱的上端插入量程为400 C的温度计，柱外绕上500 W/电热丝， 其外再罩上长为60 cm、内径为6 cm的玻璃套管。柱的下端连三通，分别与真 空泵及惰性气体相接。在1.33 kPa 10mmHg、320350E的条件下对分子筛 柱活化10 h。然后旋转三通，

3、导入惰性气体，停止加热，自然冷却至室温，关 上旋塞，并接入系统。假设选用银分子筛来除氧，那么在长为 60 cm、内径为3 cm的玻璃柱内，装 入银分子筛，柱的上端插入量程为400 C的温度计，柱外绕上300 W的电热丝， 其外再罩上长为60 cm内径为6cm的外管。活化时，从柱下端侧管通入氢气， 尾气从柱上端侧管通至室外。加热至 90110C，活化10 h左右，活化过程中 生成的少量水可以通过柱下端的导管放出。当银分子筛变黑后，停止加热，继续通氢气，自然冷却至室温，关上各旋塞，并接入系统。Na- K合金管上端长为50cm 内径为2 cm,下端长为15 cm内径为5 cm。上端侧管连三通，并分别

4、与真空 泵和惰性气体相接。先抽真空并用电吹风或煤气灯烘烤后，自然冷却至室温，再充惰性气体，抽换气三次。在充惰性气体条件下，从上口参加切碎的钠15 g和钾45 g，并用适量的石蜡油加以覆盖。然后加热下端，使钠、钾熔融，冷 却后即成钠-钾合金。插入已抽换气的内管，关上旋塞，并接入系统。将上述柱子处理后串联起来就可以进行除水除氧操作。将要求除水除氧的仪器通过带旋塞的导管，与无水无氧操作线上的双排管相 连以便抽换气。在该仪器的支口处要接上液封管以便放空。同时保持仪器内惰性气体为正压，使空气不能入内。关闭支口处的液封管，旋转双排管的双斜旋塞使 体系与真空管相连。抽真空，用电吹风或煤气灯烘烤待处理系统各局

5、部，以除去系统内的空气及内壁附着的潮气。烘烤完毕，待仪器冷却后，翻开惰性气体阀， 旋转双排管上双斜三通，使待处理系统与惰性气体管路相通。像这样重复处理3次，即抽换气完毕。考前须知：1如果含氧要求在2 ml/m3的范围，在史兰克操作线上可以不用钠-钾 合金管。2用5A分子筛来枯燥惰性气体如氩气，容量大，易再生，水平衡 蒸气压小于0.13 Pa 。3用银分子筛除氧容易，容量较大，可再生。一般经银分子筛除氧处理 后的惰性气体，其含氧量可降至 2 ml/m3以下。4无水无氧操作线中所用胶管宜采用厚壁橡皮管，以防抽换气时有空气 渗入。5如果在反响过程中要添加药品或调换仪器，需要开启反响瓶时，都应 在较大

6、的惰性气流中进行操作。6反响系统假设需搅拌，应使用磁力搅拌。假设使用机械搅拌器，应加 大惰性气体气流量。7假设要对乙醚、四氢呋喃等用钠精制的溶剂作严格无水无氧处理时，同一双排管上不可再连接含有卤代烃的反响体系，因为可发生伍兹反响，剧烈放热，易爆！8用完后要将真空管用样品管塞上，保持真空橡皮管内无水。9无水无氧操作线中，鼓泡器内装有石蜡油和汞。通过鼓泡器，一方面 可以方便地观察体系内惰性气体气流的情况； 另一方面也可以在体系内部压力或 温度稍微变化产生负压时，使内部与外部隔绝，防止空气进入。水银平安管的作 用主要是为了防止反响系统内部压力太大而导致将瓶塞冲开。它既可以保持系统一定的压力，又可以在

7、系统压力过大时，让惰性气体从中放空。截油瓶起着捕集 鼓泡器中带出的石蜡油的作用。截油管内装有活化的分子筛，以吸收惰性气体流 速过快时从钠-钾合金管中带出的少量石蜡油，以免进入反响器。10在常量反响中，如果对于无水无氧条件要求不是很高， 只要采用一根 除氧柱和两根枯燥柱就可以了。(11) 抽真空换氮气时，要看双排管上是否连有其它通氮气的反响体系，如 有那么需暂时关闭，待真空体系换好氮气后再将关闭的反响体系的氮气开通。(12) 弄清楚双斜三通活塞对体系进行抽真空和充惰性气体两种操作互不影 响的方向对应的气流走向。如果活塞上没有用来标志气流走向， 有必要在活塞 上贴上有箭头表示的胶带(13) 在连接

8、油泵的真空管与双排管间一般要接上冷肼(14) 如用于抽换气的物质是很轻的粉尘状物的话， 那么需注意在抽气头或者是 Schlenk管与真空管的连接处塞上一小团棉花，以免粉尘状物抽入双排管中。棉 花不能塞得太严实，这样不便于将其取出，而塞得太松的话，起不到防止粉尘抽入双排管的目的。15接到泵上抽的物质要保证没有溶剂残留， 切忌用泵抽溶剂，否那么将严重 影响泵的压力及使用寿命。双排管的清洗：1取下活塞时要标上相应的号，不要搞混，否那么再装好时可能会漏气。2洗管中的油酯可以用碱缸泡，再水洗，如果洗不掉可以加上活塞，关闭， 向管中参加二氯甲烷，然后超声。有无机盐时可以用酸缸洗，或将浓硫酸参加管 中泡。3

9、洗核磁管的小刷子可以用来洗细管处，可以将小刷子折成L型来洗靠里 的细管4安装时真空管要用丙酮洗烘干等处理5安装活塞时要用橡皮筋固定，防止气体开太大时弹出，打碎。血曲I卢？VJF*Jf-一I二、溶剂处理：对于溶剂内部的水氧的处理：可以用分子筛处理水分。溶剂中的氧气可以用盖在瓶口的橡胶隔膜， 插入一 支长注射针头，向溶剂中鼓入纯化过的惰性气体，另留一个出气孔。重复置换几 次气体即可除去溶剂内氧气。以下再介绍几种溶剂纯化的方法：(1无水乙醚:将市售的500mL瓶装分析纯乙醚的外盖取下，用针将内盖刺上一些小空，再 将6g金属钠碎片参加到瓶内盖上内盖，摇晃后静止放置过夜后摇晃如果没有气 泡产生可用做一般

10、的无水操作试剂， 如果还有气泡生成，那么需要再参加金属钠碎 片进行处理。(2) 无水正己烷：无水正己烷的处理方法同无水乙醚。(3) 无水四氢呋喃：无水四氢呋喃的处理方法同无水乙醚。(4) 无水氯代正丁烷：将市售的500mL瓶装分析纯氯代正丁烷倒入到1000mL的单口烧瓶内参加 10g无水氯化钙加热回流3h,回流时回流管末端需加一个氯化钙枯燥管枯燥，会 流完毕后用倾斜法进行固液别离即可。(5) 无水溴代正丁烷：无水溴代正丁烷的处理方法同无水氯代正丁烷。(6) 无水丙酮:普通丙酮常含有少量的水及甲醇、乙醛等复原性杂质。其纯化方法有：1. 于250mL丙酮中参加2.5g高锰酸钾回流，假设高锰酸钾紫色

11、很快消失， 再参加少量高锰酸钾继续回流，至紫色不褪为止。然后将丙酮蒸出，用无水碳酸 钾或无水硫酸钙枯燥，过滤后蒸馏，收集5556.5 C的馏分。用此法纯化丙酮时， 须注意丙酮中含复原性物质不能太多， 否那么会过多消耗高锰酸钾和丙酮，使处理 时间增长。2. 将100mL丙酮装入分液漏斗中，先参加 4mL10硝酸银溶液，再参加 3.6mL1mol/L氢氧化钠溶液，振摇10min，分出丙酮层，再参加无水硫酸钾或无 水硫酸钙进行枯燥。最后蒸馏收集 5556.5 C馏分。此法比方法1要快，但硝酸 银较贵，只宜做小量纯化用。由于简单的处理有时不能满足特殊反响的需要，故下面简单介绍几种常用的无氧无水溶剂的处

12、理方法：(1) 无氧无水四氢呋喃：将分析纯四氢呋喃，用颗粒状氢氧化钠枯燥(至氢氧化钠不脱皮，不变糊状)。 倒出上清液，压入钠丝，回流2h，然后在常压下蒸馏，收集正沸点，压入钠丝， 枯燥保存。将上述处理过的无水四氢呋喃的上清液倒在蒸馏瓶中，参加钠片或钠丝，再加固体二苯甲酮，有深蓝色二苯酮钠产生。加盖，不断振摇，使它与溶剂中的氧 充分作用，放置数小时或过夜后，溶液保持深蓝色不褪(有过量的二苯甲酮存在)。 然后在惰性气氛下常压蒸馏。操作如上述步骤。蒸馏后，残存的过量二苯酮钠密 闭保存，可用于下次处理溶剂。无水四氢呋喃还可用氢化钙或氢化锂铝处理，但氢化锂铝价格较贵。(2) 无水无氧乙醚：在干净和试管中

13、放入23滴浓硫酸，1mL2碘化钾溶液假设碘化钾溶液已 被空气氧化，可用稀亚硫酸钠溶液滴到黄色消失 和12滴淀粉溶液，混合均匀 后参加乙醚，出现蓝色即表示有过氧化物存在。除去过氧化物可用新配制的硫酸 亚铁稀溶液配制方法是 FeSO47H2O60g1OOmL水和6mL浓硫酸。将100mL 乙醚和10mL新配制的硫酸亚铁溶液放在分液漏斗中洗数次，至无过氧化物为止。醇和水的检验和除去：乙醚中放入少许高锰酸钾粉末和一粒氢氧化钠。放置 后，氢氧化钠外表附有棕色树脂，即证明有醇存在。水的存在用无水硫酸铜检验。 先用无水氯化钙除去大局部水，再经金属钠枯燥。其方法是：将100mL乙醚放在 枯燥锥形瓶中，参加2025g无水氯化钙，瓶口用软木塞塞紧，放置一天以上， 并间断摇动，然后蒸馏，收集3337C的馏分。用压钠机将1g金属钠直接压成 钠丝放于盛乙醚的瓶中，用带有氯化钙枯燥管的软木塞塞住。或在木塞中插一末 端拉成毛细管的玻璃管，这样，既可防止潮气浸入，又可使产生的气体逸出。放 置至无气泡发生即可使用；放置后，假设钠丝外表已变黄变粗时，须再蒸一次， 然后再压入钠丝