封管实验_精品文档.pdf

1、封管反应封管反应 1 适用反应类型：1.1 反应温度比所用溶剂和反应原料沸点稍低或稍高，在反应中不产生大量气体的反应。1.2 反应物中有气体的溶液，反应需要加热才能进行。2 反应器 Aldrich 的 Ace pressure tube 与 ChemGlass 公司的封管，设计最高压力可以承受 150 psi（10 atm）。3 常用的反应压力和温度 不同的溶剂对应不同的温度，关于溶剂的蒸汽压和温度的关系可以参考溶剂手册第三版，化学工业出版社出版。几种常用溶剂的高于沸点的蒸汽压：甲醇在 140时，蒸汽压为 1077.08 kPa，常压沸点 64.5；乙醇在 150时，蒸汽压为 982.85 k

2、Pa，常压沸点 78；甲苯在 136时，蒸汽压为 200 kPa，常压沸点 110；苯在 103.92时，蒸汽压为 199.98 kPa，常压沸点 80。溶剂手册上的数据不太全，很多有机溶剂高于沸点的蒸汽压都查不到，比较一些可以查到的数据，我们也可以判断自己所用的条件是否在安全范围之内。苯类和卤代烃类化合物对密封圈的溶胀比较严重，不建议使用太高的温度。由于我们使用的封管类型不一，建议内压不要超过 6atm，这时甲醇在 120左右，乙醇在 130左右。在使用气体的溶液进行封管反应时，由于在高温下气体挥发严重，应当考虑到在该温度下除去溶剂超过沸点产生压力外，还有气体高温下挥发产生的压力。如果使用氨

3、的甲醇溶液进行氨解时，由于在高温下氨挥发严重，当温度为 120时，压力可能超过 10atm。微波反应器在加热的同时可以测定反应的内部压力，建议对没有把握的反应先用微波反应器在目标温度反应 10 分钟，了解压力可能达到多少。在反应时一定要控制油浴温度，防止反应过热。划痕和撞击将影响封管的耐压能力，在使用和清洗封管时要小心。4 正常使用时可能发生的问题：4.1 密封圈损坏 密封圈是整个反应器上最容易损坏的部件，如有损坏要及时更换。公司曾经发生的事故：曾经在用氨的乙醇溶液 120氨解反应时，Ace pressure tube 的密封圈损坏，反应液冲出。4.2 四氟乙烯盖子把玻璃顶破 公司曾经发生的事

4、故：使用国产的封管，把当时的气温很低，在加热以前把盖子旋得过紧，加热到 120以后，由于四氟乙烯膨胀得比玻璃快，把封管口上的玻璃胀破，反应液冲出。建议以后不可以使用国产的封管，因其质量未经过权威部门检测。4.3 封管爆炸 公司曾经发生的事故：国产封管，反应正在进行中封管爆炸。经计算实验中可以产生 3 倍的气体。100下，2 倍量 CH3OH，1 倍量 CO2。进口封管在公司内也有爆炸先例，所以不要有侥幸心理，要保证安全的前提下进行实验。5 封管使用时注意事项：5.1 进口封管质量较好，新封管最高可以承受 10atm，但使用过多次后，最高承受的压力会下降；而国产封管未经过严格测试，尽可能不再使用

5、，或者在有气体的溶液参与反应，温度不超过溶剂沸点，并且在确保压力不超过 2atm 时，才可采用；5.2 在使用气体的溶液进行封管反应时，由于在高温下气体挥发严重，估算压力时除去考虑到在该温度下溶剂超过沸点产生压力外，还有该溶液中气体高温下挥发产生的压力。如果使用氨的甲醇溶液进行氨解时，由于在高温下氨挥发严重，当温度达到 120时，压力可能已经远远超过 10atm；5.3 必须实现估算到反应可能产生的气体，包括主反应、副反应等可能产生的气体的压力要考虑进去；5.4 对于反应温度超过溶剂沸点 20以上的反应，推荐使用高压反应釜；5.5 对于没有把握的反应，推荐先使用微波反应器进行小试，反应速度快，

6、而且相对安全；5.6 封管属于压力仪器，严禁碰撞、划痕等可能导致内伤的操作；5.7 封管的密封圈有两种，一般的褐色的 Viton 密封圈，耐油和酸；若反应中用到强碱时请使用白色的全氟密封圈；5.8 盖上塞子时请不要旋转得太紧或太松，绝不可紧到不能再紧的程度，这样反而容易泄漏产生危险甚至封管顶破，松紧适宜即可；5.9 体系中试剂和溶剂体积严格控制在封管容积的 1/3 以下，推荐在 1/5 以下；5.10 洗涤封管时不要泡在碱缸中，也不要使用超声洗涤，应根据反应情况使用合适的溶剂漂洗干净，可以使用试管刷洗涤，不可使用刮刀；5.11 封管反应结束时，要将反应降至室温才可打开封管塞子，不能在封管还是高

7、温的状态下打开；5.12 进行封管反应时必须在正面及可能伤到人的侧面加防护挡板，观察封管反应进行情况时，不要直接观察，要在防护玻璃或挡板后面观察。附件：常用溶剂的沸点附件：常用溶剂的沸点 压力单位换算：1 物理大气压（atm）=101.325 千帕（kPa）=14.696 磅/英寸 2（psi）=1.0333 巴（bar）常用溶剂沸点 溶剂 缩写/分子式 沸点/估计 2atm 下沸点/*乙醚 Et2O 34.6 56 二氯甲烷 DCM 39.8 61 二硫化碳 CS2 46.2 68 丙酮 56.1 79 甲醇 MeOH 64.5 88 四氢呋喃 THF 66 89 四氯化碳 CCl4 76.8 101 乙酸乙酯 EtOAc 77.1 101 乙醇 EtOH 78.3 102 苯 PhH 80.1 104 乙腈 CH3CN 81.6 106 异丙醇 i-PrOH 82.4 107 三乙胺 TEA 89.6 114 二氧六环 101.3 127 甲苯 PhCH3 110.6 167 吡啶 Py 115.3 142 乙酸 AcOH 118.1 145 二甲基甲酰胺 DMF 153 182