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本期，为大家介绍无水无氧操作方法中最常用的Schlenk技术。 Schlenk line，中文一般叫做“希莱克技术”。Schlenk对真空度要求不太高（因为可多次置换），更安全、更有效。其操作量从几克到几百克，一般的化学反应（回流、搅拌、滴加液体及固体投料等）和分离纯化（蒸馏、过滤重结晶、升华和提取等）以及样品的储藏、转移都可用此操作。 Schlenk line的照片 Schlenk line的组成 主要装置包括：鼓泡器、水银安全管、干燥柱、除氧柱（银分子筛）、Na－K合金管、截油管、双排管、真空计。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。 该装置的主干是Schlenk line玻璃管（双排管），一根用于提供真空条件，另一根提供惰性条件。装有阀门以控制惰性气体和真空之间的转换。一条Schlenkline通常有4-6个阀门接口以让多个反应同时进行。在其下边连接的是反应烧瓶等。Schlenk line玻璃管连接到pre-trap以及main-trap玻璃装置。pre-trap以及main-trap放置在氮气瓶内，用于冷凝挥发性溶剂的。 双排管基本结构图 常用的Schlenk反应器 在空气敏感化学实验中使用的玻璃器皿一般多出一个带有阀门的侧支管，以便接入Schlenk line。下图是适用于Schlenk line的反应瓶/管。搅拌宜选用电磁搅拌，以便更好地密封。尽量少用橡皮管，必须用的话以管壁厚者为佳。所有仪器使用前需认真干燥好，并且用标准口的翻口胶塞塞住（如无标准口的这种胶塞也可用类似葡萄糖注射液的瓶塞代替），然后抽真空充N2。如此反复三次，即可视系统为无水无氧状态。将反应物加入反应瓶或调换仪器时，都应在连续通惰气情况下进行。固体也可在抽真空前加入，但液体尤其是低沸点液体必须在抽真空，充N2气后用注射器经胶塞隔膜加入，以防液体被抽入真空系统。反应过程中，反应瓶内必须有少量惰气通入，气体出口液封，防止外界空气进入。 适用于Schlenk line的反应瓶/管 空气敏感反应的典型实验装置 图6 A）基本的室温下的实验装置（带搅拌子）B）A基础装置加加料漏斗C）带加热和搅拌的装置 D）在C基础上添加加料漏斗 Schlenk详细操作步骤 （一）准备工作 1. 双排管及其他玻璃仪器的清洗 (1 )像双排管这种有活塞的仪器，取下活塞时要标上相应的号，不要 搞混，否则再装好时可能会漏气。在洗涤前一定要用蘸有溶剂的棉花球将 活塞内的润滑脂轻轻擦洗干净。 (2)用稀酸、稀碱洗涤，甚至用铬酸洗液浸泡，再用去离子水冲洗到器 壁不挂水珠为止。洗核磁管的小刷子可以用来洗细管处。 (3)洗涤过的仪器先晾干，再到干燥箱中烘烤。干燥箱的温度为125℃ 时，需干燥过夜；140℃时至少干燥4小时。 (4)干燥时，磨口接头或活塞要互相脱离，分开放置，防止“粘结”到 一起。 (5)从干燥箱中取出的仪器在惰性气流下趁热组装，所有的接头要涂润 滑脂，在惰性气流下冷却待用，或把仪器从干燥箱中取出趁热放到干燥器 20 中冷却存放，干燥器中最好通惰性气体保护。 2. 橡皮材质的处理 橡皮管、塑料管、橡皮塞、橡皮隔膜等表面很粗糙，吸附着大量 的氧和水等杂质，也容易粘上油污。由于这些物品的用途不同，和溶 剂、针头等接触的方式不同，可用不同方法处理。 用蘸有惰性溶剂的脱脂棉花球擦洗表面；用纯化过的溶剂冲洗管 子的内壁；用可能接触的惰性溶剂浸泡橡皮物品，但要掌握好浸泡时 间。 处理过的橡皮物品放在通风柜中晾干，再放到真空干燥箱内长时 间抽空干燥，干燥后转移到干燥器内保存。 3. 溶剂处理 金属有机反应常用的溶剂如四氢呋喃、甲苯、环己烷 和乙醚等先经碳酸钾、硫酸钠、氢氧化钠、分子筛、 金属钠等预处理，再用钠-二苯甲酮处理。 钠-二苯甲酮的比例约1:4 ，蒸馏瓶中液体变成蓝色，不能蒸干！！ 四氢呋喃、乙醚等还要检验有无过氧化物。 （二）Schlenk line的启动 1. 检查所有的阀门是否已涂脂润滑。如果一个阀门感觉干燥或难以打开，拆下来给它涂上一小层合适的高真空油脂（小心油脂将孔阻塞），再装回原处。多拧几次让油脂均匀分布，此时在接口处表面间应有一圈清晰的、连续的薄膜。 2. 打开阀门A，关闭阀门B-E和G。 3. 开始供气。如果你用的是压缩气瓶，先检查气瓶内是否有足够的N2或Ar，使用规范的气瓶安全操作步骤。 4. 调整供气，使排气鼓泡器显示流速为约一个气泡每秒。如果没有气体流过鼓泡器，关闭气源，打开阀门G或B-E中一个给歧管排气，再重复步骤1-4。 5. 吹扫气体管路20分钟以上。流量大时可减少吹扫时间，但气体流量不宜过大，避免将鼓泡器里的油吹出来。管路清理完毕后不要忘了关闭。 6. 当惰性气体歧管吹扫完，检查冷阱。冷阱应该是空的、洁净和干燥的，接口处应适当地涂上了脂以润滑。如果不是，将冷阱中废剂排空到合适容器中，并用丙酮或其它相应的清洗溶剂冲洗。花几分钟将它晾干或者用N2或空气吹干，再在接头顶端涂上合适的高真空油脂。重新安装冷阱，旋转接头一两次让油脂均匀分布，并保证高气密性，在接口处表面间应有一圈清晰的、连续的薄膜。挪动冷阱至合适位置——不要指望用真空管控制冷阱到位。 7. 将一个空杜瓦瓶置于冷阱下方，使瓶口位于冷阱的接口底部以下1-2厘米（图7）。 8. 打开阀门F，关闭阀门G（图6）。 9. 打开真空泵，让它预热3-5分钟。 10. 给杜瓦瓶充入液氮。 11. 用毛巾或是一块布或者合适形状的聚苯乙烯块盖在上面。 12. 现在你可以准备开始工作了。 （三） 双排管操作步骤 (1)实验所需的仪器、药品、溶剂必须根据实验的要求事先进行无水无氧处理。 (2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。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部分，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，打开惰性气体阀， 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。 在换气过程中注意及时关、开液封管支口处的活塞。 (3)加料：固体药品可以在抽真空前或后加，但一 定要在惰性气体保护下进行；液体试剂一般在对反 应容器真空-惰性气体置换至少重复三次以上后，用 注射器或双针头加入。 (4)反应控制：根据反应要求，选择合适的反应温 度，搅拌最好采用磁力搅拌。反应进程可通过不同 时间采样，用TLC、GC等手段进行分析。 TLC采样方法 (5)在反应过程中，注意观察记泡器，保持双排管 内始终要有一定的正压，直到反应结束。 (6)实验完成后应及时关闭惰性气体钢瓶的阀门， 清洗双排管，填写双排管的使用情况是否正常，维护好实验仪器。 |
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