实验室操作规范

2011.11.11JK实验室操作规范主要内容实验纪律与时间管理实验准备实验操作实验记录实验总结解决实验困难的标准思路实验纪律与时间管理实验纪律原则：不伤害自己；不伤害他人；不被他人所伤害！严禁在实验室内嬉戏、打闹严禁在实验室内吃喝固体和液体类物质严禁在实验室内睡觉严禁疲劳作业和带病工作严禁直接用手接触任何化学物质严禁实验过程中将头伸入通风橱内严禁穿拖鞋及钉有铁掌的皮鞋进入实验室严禁用身体的任何部位接触其他实验人员及时将洒落的化学物质清理干净进行危险操作时应事先通知其他实验人员时间管理如何提高工作效率1.做该做的，正确的事情2.做重要的，有价值的，有意义的事情明确自己的目标做好统筹安排抓住工作重点事前精心准备马上做，不拖延一次把事情做好每日工作时间安排时间工作安排08:30-09:00开新反应A（黄金30分）09:00-15:30反应后处理和产品纯化（过夜反应和反应A）15:30-16:30开过夜反应B（关键）16:30-17:30制定次日反应方案，准备反应所需材料有机合成的基本程序1.实验准备2.实验操作3.产品鉴定4.实验记录5.实验总结实验准备文献查阅实验方案制定预测可能的副反应预测实验操作危险仪器清洗文献查阅最常用检索网站ReaxysScifinder通过数据库检索，找到最佳合成路线其他检索网站OrganicsynthesesChemspider维基百科CNKI常用专利检索网站欧洲专利局drugfuture路线最短，收率最高，原料最便宜，可操作性最高1.分析对照各种实验方案，找出异同点2.仔细思考异同点的理论依据3.通过检索网站查询该类型反应的通适合成方案4.仔细思考通适合成方案与现有方案的异同点5.仔细思考异同点的理论依据6.和博士们认真讨论各种方案的优劣后，敲定最佳实验方案实验方案制定好的实验方案是成功的一半！1.通过检索网站查询该类型反应的可能副反应2.尽可能写出每一个副产物3.查询每一个可能副产物的产品性质4.预先设想减少副产物生成的方法5.预先设想在后处理过程中除去副产物的方法预测可能的副反应1.通过化学网站（chemicalbook等）查询反应原理，产物和副产物的危害性2.尽可能写出每一个副产物3.查询每一个可能副产物的危害性4.根据所有可能的危害性，提前做好预防措施预测实验操作危险仪器清洗污物处理方法可溶于水的污物、灰尘等自来水清洗不溶于水的污物肥皂、合成洗涤剂氧化性污物(如MnO2、铁锈等)浓盐酸、草酸洗液油污、有机物碱性洗液(Na2CO3、NaOH等)，有机溶剂、铬酸洗液，碱性高锰酸钾洗涤液高锰酸钾污垢酸性草酸溶液粘附的硫磺用煮沸的石灰水处理瓷研钵内的污迹用少量食盐在研钵内研磨后倒掉，再用水洗被有机物染色的容器用体积比为1：2的盐酸—酒精液处理银迹、铜迹硝酸碘迹用KI溶液浸泡，温热的稀NaOH或用Na2S2O3溶液处理根据实验需要，提前将所需使用仪器清洗，烘干备用玻璃仪器清洗标准：水膜均匀，既不聚成水滴，也不成股流下。注意：玻璃仪器里外都需要洗涤搭装置投反应反应监控后处理实验操作选择实验设备检查设备和玻璃仪器好坏从左至右从下往上检查气密性预处理（除水除氧等）搭装置搅拌器选择电磁搅拌特点：安全性高、使用方便、操作简单适用范围：绝大多数小量有机合成反应（尤其是对空气、水汽敏感的且具有高度反应活性化合物的反应）机械搅拌特点：功率大，转速快适用范围：大量制备，高速搅拌，固体悬浮物多，高粘度的反应体系加热浴液的选择硅油特点：在300oC左右长时间加热而不变黑不发烟适用范围：100oC以上反应液体石蜡特点：加热到100oC以上时易变黑且易发烟适用范围：用于100oC以内的反应，特别是无水反应除了做冰水浴，有机合成实验室基本上不用水做浴液。溶剂干燥乙醚，四氢呋喃等醚类物质容易形成易爆炸的过氧化物，使用前需用淀粉-碘化钾试纸检验！！！卤代烃切勿用钠丝进行干燥，否则易发生爆炸！！！系统或溶剂脱气哪些反应需要脱气（空气，氧气，水，二氧化碳，氮气等）高温反应（120oC)和长时间加热反应（80oC)有机金属反应参与的反应自由基反应光化学反应易氧化物质参与的反应，如富电子芳环等常用脱气方法鼓泡法：用惰性气体（氦气等）对溶剂进行鼓泡30分钟以上（用于粗略脱气）减压置换法：减压条件下，用惰性气体（氩气等）置换体系中空气，反复置换5-10次冷冻融化法：最有效但也是最繁琐的溶剂脱气法。液氮将溶剂冷冻至全凝固后，油泵抽气2-5分钟，关闭油泵，溶剂自然融化，再用液氮冷冻至全部凝固，油泵抽气2-5分钟，重复此2-3次（总共脱气3-4次），最后一次时在真空条件下将溶剂回复至室温，然后通入惰性气体（双排管操作）仔细阅读实验方案，在头脑中形成清晰的操作步骤仔细核对原料标签，确保不拿错原料，确保纯度足够，明确该原料的安全使用方法如果反应有爆炸，着火等危险可能性时，应事先准备好防爆盾和灭火器严格称量（注意单位g，mg，ml等）按照预设的投料顺序投料严格监控反应温度，如果升温过快，则需减缓投料速度或冰浴冷却投反应冷却方法基于碎冰的冷却系统基于液氮的冷却系统TLC实时监控（反应起点，10分钟，30分钟，1小时，下班前等）严格监控反应温度（严防过高过低）阶段性升温（确定反应趋势）升温过程一定必须在反应旁监控（升温过程最容易出意外）实时记录反应现象（颜色变化，澄清度变化，有无气体固体消失或生成）放热剧烈的反应可以采用滴加或冷却的方法（加速散热，避免局部高温）如果反应不完全，则可通过延长反应时间，提交反应温度，增加催化剂用量等方法来调控反应监控TLC法跟踪反应选择展开剂的原则（A/B溶剂体系，B为强溶剂）常见溶剂分类（按极性强弱分类）硅胶层析常用展开溶剂体系硅胶TLC显色定位方法常用显色剂水合茚三酮显色剂：配方一：水合茚三酮0.2g溶于100mL乙醇中；配方二：水合茚三酮0.3g溶于100mL乙醇中，再加冰乙酸3mL。适用范围：氨基酸，有机胺，及氨基糖磷钼酸显色剂：配方一：5%磷钼酸乙醇溶液；配方二：10%磷钼酸乙醇溶液。适用范围：还原性化合物、类脂、甾体化合物等。硫酸通用显色剂：配方一：5%浓硫酸乙醇或乙酐溶液；配方二：浓硫酸与甲醇或乙醇等体积混合；配方三：15%浓硫酸正丁醇溶液；配方四：10%硫酸或10%硫酸乙醇溶液。适用范围：对大部分有机化合物适用常用显色剂高锰酸钾通用显色剂：配方：1.5gKMnO4+10gK2CO3+1.25mL10%NaOH+200mL水，使用期3个月适用范围：含还原性基团化合物，比如羟基，氨基，醛等钼酸铈显色剂：配方：235mL水+12g钼酸氨+0.5g钼酸铈氨+15mL浓硫酸适用范围：大部分有机化合物钼酸显色剂：配方：2g钼酸+100mL5%硫酸适用范围：大部分有机化合物，对含较长脂肪链的化合物显色效果非常好二硝基苯肼显色剂：配方：12g二硝基苯肼+60mL浓硫酸+80mL水+200mL乙醇适用范围：醛酮类化合物后处理目的：分离提纯得到纯的产品评价标准：产品是否最大限度的保质保量得到原料、中间体、溶剂及有价值的副产物是否得到最大限度的回收利用后处理步骤，无论是工艺还是设备，是否足够简化三废量是否达到最小反应后处理一般流程反应后处理一般流程常见特殊试剂的淬灭及处理在后处理前，应先取一点反应液留作样品，以供对后处理好的反应液对照比较。选择合适的淬灭试剂，要充分考虑到产物的稳定性以及后处理的难易程度;如果淬灭过程大量放热，须在冷却下进行淬灭;不要过分依赖文献，而不对反应进行监控。只有当TLC或其他分析手段显示反应结束，才能对反应进行淬灭;可能的话，后处理应在淬灭后尽快进行。常见特殊试剂的淬灭及处理在-780C用3MNaOH淬灭，升温至室温后再用3MNaOH洗涤在00C加水淬灭，再加10%NaOH，然后过滤处理难点：反应淬灭后，产生大量不溶于水的粘性铝化合物常用淬灭剂：十水硫酸钠、乙酸乙酯／乙醇、水DIBAL-H：二异丁基氢化铝LAH:氢化锂铝LiAlH4THFNNHONNHDIBALHOOHNBocHOHNBoc常见特殊试剂的淬灭及处理LithiumAluminumHydride(xg):1.用适量乙醚稀释后冷却到00C；2.慢慢加入xmL水；3.加入xmL15%氢氧化钠水溶液；4.再加入3xmL水；5.升温到室温搅拌15分钟；6.加入一些无水MgSO4；7.搅拌15分钟后过滤除盐。DiisobutylAluminumHydride(xmmol):1.用适量乙醚稀释后冷却到00C；2.慢慢加入0.04xmL水；3.加入0.04xmL15%氢氧化钠水溶液；4.加入0.1xmL水；5.升温到室温搅拌15分钟；6.加入一些无水MgSO4；7.搅拌15分钟后过滤除盐。DIBAL-HLAH常见特殊试剂的淬灭及处理种类处理方法BoronCompounds加入MeOH，生成了(MeO)3B，旋蒸除去PCC/PDC通过硅藻土、硅酸镁载体等过滤除去JonesReagent加入异丙醇直至反应体系颜色从橙色或红色变成绿色CopperSalts用饱和NH4Cl水溶液来淬灭反应，再在室温下搅拌一段时间至溶液成深蓝色，分掉水相R3Sn-XByproducts可以通过KF与硅藻土的混合物过滤，也可以通过硅胶短柱，以反应溶剂（加~2-5%的Et3N）为洗脱剂来除去MetalSalts许多过渡态金属可以与硫化物生成沉淀除去。通常可以用Na2S水溶液来洗涤不同溶剂反应的处理AcetonitrileTHF/Dioxanedi-/trialkylamines/pyridineAlcoholsDMF/DMSObenzene/toluene/xylene与水混溶，方便的话在后处理前预先除去与水及有机溶剂都混溶，在进行水相后处理时应先除去与水混溶，安全的做法是,在进行水相后处理时先除去大极性的高沸点溶剂，与水混溶，很难除去不溶于水,可直接萃取或先除去用稀盐酸洗涤，或用10%CuSO4水溶液洗涤萃取操作利用物质在两种不互溶（或微溶）溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离提纯目的萃取溶剂的选择，应根据被萃取化合物的溶解度而定，同时要易于和溶质分开，最好用低沸点溶剂。一般难溶于水的物质用石油醚等萃取；较易溶者，用乙醚等萃取；易溶于水的物质用乙酸乙酯等萃取。每次使用萃取溶剂的体积一般是被萃取液体的1/5～1/3，两者的总体积不应超过分液漏斗总体积的2/3萃取原理萃取溶剂的选择萃取操作长时间静置；加入适当的物质，使其密度差增大，对于水相，通常加入无机盐；因表面活性剂存在而形成的乳化，改变溶液的pH往往能使其分层；因碱性而产生乳化，可加入少量酸破坏；因少量悬浮固体引起的乳化，可将乳浊液缓慢过滤，过滤时在漏斗里铺上一层吸附剂(硅酸镁、氧化铝、硅胶)，则效果更好;因两种溶剂（水与有机溶剂）能部分互溶而发生乳化，可加入少量电解质如氯化钠等，利用盐析作用加以破坏;对于顽固的乳化，还可用离心分离，也可加热，或向有机溶剂中加入极性溶剂（如醇类或丙酮）以改变两相的表面张力。在萃取时常常出现不分层和乳化的现象解决方法萃取操作在得到实验结果前，有机相、水相、不明固体一律不允许丢弃。萃取次数少量多次通常三次有机相水相待处理物70%30%有机相水相70%21%有机相水相6.3%9%30%2.7%70%+21%+6.3%=97.3%30%30%70%70%正丁醇不溶于水，具有小分子醇和大分子醇的共同特点。常用从水中萃取大极性物质。２-丁醇适宜从缓冲液中提取水溶性物质。乙酸丁酯性质介于小分子和大分子酯之间，在水中的溶解度极小，可从水中萃取有机化合物，尤其是氨基酸类化合物。异丙醚性质介于小分子和大分子醚之间，极性相对较小，在水中的溶解度较小，很适宜从磷酸盐缓冲溶液中提取羧酸。萃取操作几种特殊的有机萃取溶剂常用于萃取大极性物质的有机溶剂n-BuOH(沸点1170C,油泵旋蒸方可除去