严格无水无氧反应水和氧气敏感反应标准操作

严格无水无氧反应标准操作
引言:
有些反应，尤其是做手性金属催化等对氧气或水气非常敏感的时候，反应成功与否与人的操作的因素有很大关系，如果做这类反应的时候条件不严格，一旦反应失败，究其原因，到底是因为反应操作不当导致体系存在水或氧气而破坏反应环境，还是因为反应本身、底物活性不够等原因导致的，是没有办法确定的，同时出现的影响因素太多。

对于筛选反应条件（方法学研究）来讲，基本前提是要保证每次改变的反应条件只有一个，而如果操作不严格，每次改变的影响因子至少在两个以上，这样得到的实验数据是不可靠的，对以后类似的工作以及下一步该如何决定也没有太大的、太可靠的参考价值。

因此在做对水或氧气敏感的反应（无水无氧反应）操作的时候应尽可能贴近严格的标准操作，再找反应失败原因时可以以此作为参考，否则因为人为原因而误认为反应本身有问题，进而得出一些错误判断如放弃等等，得不偿失。

对于最简单的处理条件当然是用手套箱来做，但在没有手套箱的条件下如何做到条件基本接近的操作呢？本文对这部分内容也会进行讲述，毕竟不是所有实验室或机构都有条件采购专门的手套箱。

目录：
1.平行小试（常温）
2.平行小试（高沸点溶剂加热条件）
3.无水溶剂的短期储藏、取用
4.无手套箱时单个反应的严格无水无氧操作
1.平行小试（常温）
玻璃仪器：Synthware反应试管（厚壁耐压，普通的或天玻的试管不适合做此类操作，当心炸掉）
所用大型设备：手套箱
一般是5个试管一捆，用两根橡皮筋捆起来，放到手套箱里面的搅拌器来做。

称量，加样（每根试管通常都做200mg左右原料），反应都是手套箱里隔绝水氧进行。

2.平行小试（高沸点溶剂加热条件）
玻璃仪器：Synthware反应试管
所用大型设备：手套箱
一般也是5个一捆，在手套箱里称量，加样。

然后用封口膜和胶带封口，注意准备好的试管需要拿到外面通风橱里的搅拌器加热。

其中：1和2的优点：初期摸索条件快速，一个搅拌器，同一时间可做多个反应，快捷高效。

1和2缺点：只适合最初期小量的小试，摸索最佳配比和其他条件，且对设备要求较高。

如无需严格无水无氧，为快速优化反应条件，也可以采用以上捆绑反应试管的方法进行平行试验。

如遇到需要无水无氧而没有手套箱时，可以在磨口试管里加料后上面接个抽头，用下面的方法进行氮气置换后氮气保护，一样做。

3.无水溶剂的短期储藏、取用
仪器：反应瓶（一般最少两口或支口瓶）及支口圆底储液瓶，溶剂蒸馏头，胶塞，真空硅脂，封口膜，医用胶布或黑塑胶布，注射器，钢桥（两头带尖的钢针），长钢针（注射器用），真空线（双排管）（可用三通加气球代替），氮气瓶，烘箱（一般都是两个，一个专烘干仪器，一个专烘湿仪器，不可混用），装有变色硅胶的干燥器，托盘。

通用步骤A：一般是头天晚上准备好所用的仪器，放到托盘里，贴上标签，以防别人乱动。

第二天早上来了第一件事就是把托盘放到专烘干仪器的烘箱里（玻璃支口设备需事先涂好真空脂再烘）, 最少半小时，拿出来立即放到干燥器里自然恢复到室温备用。

1）无水试剂短时间保存
进行通用步骤A后，将支口储液瓶取出，塞好胶塞（封口）和支口阀门，剪块胶布帖子手臂衣服上备用。

用氮气对储液瓶进行3次氮气置换后抽真空，关闭阀门。

在溶剂蒸馏头（见图2）的上口取溶剂（此为严格操作），如无需严格无水溶剂，可用干燥后的单口瓶从溶剂蒸馏头的下口直接放出。

下面介绍严格操作，将钢桥一端插入溶剂蒸馏头上口，打开上口节阀，插入液面上方停留一下（目的：严格蒸无水
试剂时也在氮气保护下，停留一下是排尽钢桥内空气）再插入液面底端，待溶剂流出几滴后，再将钢桥另一端插入储液瓶胶塞，此时储液瓶为真空状态（负压），液体可源源不断流入瓶中。

待液体体积占储液瓶体积三分之二（大约）时，（以下操作尤为重要，切记拔钢桥的顺序）先将插入溶剂蒸馏头上口的钢桥拔出一段至脱离液面，停
留片刻（给储液瓶充满氮气）后，拔出储液瓶端的钢桥并用胶布封好胶塞留下的针孔，放到一边，再拔出溶剂蒸馏头上口的钢桥。

以此制得的无水溶剂保存半个月没有问题。

如需再长时间保存或更加严格，
可在瓶中加入干燥过的4A分子筛。

图2溶剂蒸馏头2）无水试剂取用
如需立即使用无水溶剂，则可用注射器取用。

将通用步骤A干燥后的玻璃注射器套上钢针，将钢针插入溶剂蒸馏头上口的液面以上，抽取氮气后，取下注射器（钢针不要拔出），迅速推出氮气后插上钢针，如此反复置换氮气3次，将钢针插入液面，抽取溶剂。

注意:抽取溶剂时，不要刻意用力弯折钢针；一定要戴手套；注射器不要正立拿着，以防溶剂从注射剂末端流出将手灼伤。

4.无手套箱时单个反应的严格无水无氧操作
将通用步骤A干燥后的反应瓶取出，投料（注意投料顺序，这里
只投最初需要投放的原料，后面需要投的液体可用注射器加，固体可用无水溶剂溶解后用注射器加入），封口膜或真空硅脂封口，用真空线或三通进行氮气置换3次，加入其它原料或试剂后用胶布将针孔封好，进行反应。

注意全程使用的玻璃仪器、钢针都用以上方法进行氮气置换后再使用。

反应监测：用大号的注射器塑料针头（能使玻璃毛细管通过即可）插入反应瓶的橡皮塞，插入玻璃毛细管取样，封口，稀释样品，点板。

这样在惰性气体的保护下，瓶内的气压高于瓶外，瓶外的氧气不会进入反应体系，但取样也需要尽可能的快速，取完尽快封口，用医用胶布粘贴在针孔处。