Schlenk技術(shù)
Schlenk line，中文一般叫做“希萊克技術(shù)”（雙排管操作技術(shù)）。它主是用來提供惰性環(huán)境以及真空條件的，主要是用玻璃儀器組成的，所以實(shí)驗(yàn)玻璃器材比較嚴(yán)格。
比如裝置用的活塞使用聚四氟乙烯高真空式活塞，接頭用O環(huán)接口等等。該裝置的主干是Schlenk line玻璃管，一般有兩根，一根用于提供真空條件，另一根提供惰性條件。在其下邊連接的是反應(yīng)燒瓶等。
對(duì)于無水無氧條件下的回流、蒸餾和過濾等操作，應(yīng)用Schlenk儀器比較方便。 所謂Schlenk儀器是為便于抽真空、充惰性氣體而設(shè)計(jì)的帶活塞支管的普通玻璃儀器或裝置，如圖中各個(gè)瓶子都屬于Schlenk儀器，瓶上的活塞支管用來抽真空或充放惰性氣體，保證反應(yīng)體系能達(dá)到無水無氧狀態(tài)。
Schlenk操作是指真空和惰氣切換的技術(shù)，主要用于對(duì)空氣和潮氣敏感的反應(yīng)，它是把有機(jī)的常規(guī)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)統(tǒng)在真空和惰氣的切換下實(shí)現(xiàn)保護(hù)的反應(yīng)手段。實(shí)現(xiàn)Schlenk技術(shù)最常見的是雙排管方式，即為一條惰氣線，一條真空線，通過特殊的活塞還切換。
無水無氧操作
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常會(huì)遇到一些對(duì)水汽和/或空氣（其中含氧氣和水汽）敏感的化合物或體系。在這種情況下，需要在無水無氧條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)具體要求，實(shí)驗(yàn)室一般通過以下途徑來達(dá)到目的。
1．直接向反應(yīng)體系中通入氣體保護(hù)：對(duì)于一般的化學(xué)體系，不是對(duì)空氣和水汽很敏感者，這是最常見最方便的保護(hù)方式。保護(hù)氣體可以是普通N2，或是稍貴的高純N2或Ar氣。讓保護(hù)氣體通過一裝有濃H2SO4的洗氣瓶或裝有合適干燥劑的干燥塔后使用效果會(huì)更好。
2．手套箱：對(duì)于需要稱量、研磨、轉(zhuǎn)移、過濾等較復(fù)雜操作的體系，在一充滿保護(hù)氣體的手套箱中操作是方便的，一般情況下是用一有機(jī)玻璃粘合的手套箱（見圖1），在其中放入干燥劑即可進(jìn)行無水操作，通入惰性氣體置換其中的空氣后則可進(jìn)行無氧操作。但由于其結(jié)構(gòu)不耐壓，不能通過抽氣進(jìn)行置換其中的空氣導(dǎo)致置換不完全和惰氣的大量浪費(fèi)。
嚴(yán)格無水無氧的手套箱是用金屬制成的。操作室?guī)в卸铓膺M(jìn)出口管、一雙氣密性好的氯丁橡膠手套及玻璃窗的氣密性極好的空間。通過抽真空和充惰性氣體反復(fù)三次，可保證操作箱中的空氣完全為惰性氣體所置換。
無水無氧條件下的實(shí)驗(yàn)操作
1．反應(yīng)。反應(yīng)器可選用Schlenk儀器或接有活塞的普通耐壓儀器，攪拌宜選用電磁攪拌，以便更好地密封。盡量少用橡皮管，必須用的話以管壁厚者為佳。所有儀器使用前需認(rèn)真干燥好，并且用標(biāo)準(zhǔn)口的翻口膠塞塞住（如無標(biāo)準(zhǔn)口的這種膠塞也可用類似葡萄糖注射液的瓶塞代替），然后抽真空充N2。如此反復(fù)三次，即可視系統(tǒng)為無水無氧狀態(tài)。將反應(yīng)物加入反應(yīng)瓶或調(diào)換儀器時(shí)，都應(yīng)在連續(xù)通惰氣情況下進(jìn)行。固體也可在抽真空前加入，但液體尤其是低沸點(diǎn)液體必須在抽真空，充N2氣后用注射器經(jīng)膠塞隔膜加入，以防液體被抽入真空系統(tǒng)。反應(yīng)過程中，反應(yīng)瓶內(nèi)必須有少量惰氣通入，氣體出口液封，防止外界空氣進(jìn)入。
2. 蒸餾
3．液體的轉(zhuǎn)移。一般應(yīng)用雙針法的注射針技術(shù)。在裝有膠塞的瓶口，插入一根通N2氣的短注射針頭至液面以上，再經(jīng)膠塞插入一支帶注射針頭的注射器吸取或注入液體。當(dāng)注入液體使瓶內(nèi)壓力增大時(shí)，氣體可從通惰氣裝置上的液封處排出。
對(duì)于有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)室中的無水無氧操作，小試最常用的還是T型玻璃三通。如下圖。
磨口端接反應(yīng)瓶，細(xì)口端，一端接惰性氣體氣球，另一端接真空泵。對(duì)于無水無氧操作，一般都使用三口瓶，一個(gè)口接溫度計(jì)，一個(gè)口接上圖三通，另一個(gè)塞橡膠塞用于加料。反應(yīng)開始前要先干燥反應(yīng)瓶，搭好上述裝置后，真空泵聯(lián)通反應(yīng)瓶，用熱風(fēng)槍（最好是烤板那種），加熱反應(yīng)瓶的所有角落，同時(shí)通過旋轉(zhuǎn)三通閥向反應(yīng)瓶中放入氣球中的惰性氣體，重復(fù)幾遍，即可得到無水無氧反應(yīng)容器。
對(duì)于液體原料和溶劑，只需等反應(yīng)瓶冷卻后通過注射器在橡膠塞口打入即可，固體原料能溶于溶劑的也可打入。但對(duì)于不溶固體，一般是通過不斷通入惰性氣體流的同時(shí)加入（注意氣流不能太大，否則會(huì)吹散原料）。
無水無氧操作中物料的轉(zhuǎn)移
一、液體的轉(zhuǎn)移
1、注射器
操作描述：將洗凈烘干的注射器裝好后，通過吸入和擠出氮?dú)鈱⑨樄軟_洗幾次。用注射器 從惰性氣體沖洗裝置中，吸取相當(dāng)于總?cè)萘克姆种牡獨(dú)?，將針筒推至?行程的一半處，借此對(duì)針筒進(jìn)行最后一次清洗。然后刺入儲(chǔ)器，將針筒內(nèi)的 氮?dú)馊客瞥?。將針頭深入液面下，利用儲(chǔ)器中液面上的壓力，讓液體進(jìn)入針筒，直至超過所需數(shù)量的10-20%。 將針尖抽出液面，稍加彎曲，以使針筒倒轉(zhuǎn)，從而使注射器內(nèi)的氣泡升至頂部。推壓針筒芯，將氣泡驅(qū)出后，一直推到所需的刻度。再將針筒芯抽回一些，以吸入氮?dú)獗Ｗo(hù)層。仍然將針筒倒轉(zhuǎn)著，將整個(gè)針筒從儲(chǔ)器中抽出，刺入接受器的隔膜。針管一旦穿入受器，即可翻轉(zhuǎn)注射器，將液體推出。將液體推出后，再將筒芯往回拉，以吸入少量惰氣。再將針筒拔出。若這只注射器很快又將使用，可講針刺刺入橡皮塞中暫放。
現(xiàn)在一般實(shí)驗(yàn)室中都配備醫(yī)用一次性注射器，在取丁基鋰等活性溶劑時(shí)。常用的操作是：將連有惰性氣體氣球的針頭插入到丁基鋰的密封瓶中，使內(nèi)外壓力平衡，僅僅靠連有長針頭的注射器往外吸就可以吸取試劑。當(dāng)吸取需要的體積后，將長針頭拔出液面吸取一段惰性氣體，針頭保持倒U型，保持注射器口向上拔出針頭（可以防止殘留在針頭的試劑流出產(chǎn)生危險(xiǎn)）。
2、雙尖針管法
操作描述： 它能解決大量敏感液體的轉(zhuǎn)移問題。用一只與惰性氣源相連的針管插入放敏感液體的儲(chǔ)器，使其高于液面，同時(shí)吹入氮?dú)狻㈦p頭針的一端穿入儲(chǔ)器的隔膜，使其略高于液面，用氮?dú)鈱?duì)雙頭針進(jìn)行清洗。雙尖針管的另一端插入計(jì)量器，計(jì)量器通過鼓泡器與外界相連。然后將穿入儲(chǔ)器的雙頭針尖插入液面下，通過氮?dú)獾膲毫Γ挂后w通過針管進(jìn)入計(jì)量器。然后將針管從儲(chǔ)器中拔出，插入接受器，再將鼓泡器從計(jì)量器換接到接受器上。向計(jì)量器中壓入氮?dú)?，這樣形成的正壓力使液體通過針管進(jìn)入接受器。
反應(yīng)中常用到方法是：事先在恒壓滴液漏斗做好反應(yīng)需要試劑體積的標(biāo)記，然后將無水無氧操作裝置搭好，通過雙頭針將試劑瓶和恒壓滴液漏斗相連。以下操作分為正壓法和負(fù)壓法兩種：正壓法，將試劑瓶側(cè)針頭插入液面以下，緩慢加壓，當(dāng)恒壓滴液漏斗里的試劑將要到事先標(biāo)好的刻度時(shí)，將試劑瓶側(cè)的針頭拔出（此操作過程中，反應(yīng)器不能密封，切記，一般加一個(gè)惰性氣體氣球）。負(fù)壓法，操作類似，只不過反應(yīng)器密封抽負(fù)壓，試劑瓶加氣球平衡大氣。
叔丁基鋰或大量使用正丁基鋰，三烷基鋁，二乙基鋅等活性試劑的轉(zhuǎn)移方法。
二、固體的轉(zhuǎn)移
1、添加料
一般要求的反應(yīng)，可在反應(yīng)器處于氮?dú)庹龎毫Φ那闆r下快速加入（氮?dú)饬鬟^大注意物料容易被吹散）。如果加料順序?qū)Ψ磻?yīng)沒有影響，可將固體先加入，再將反應(yīng)器除水除氧。如有可能，可將固體物變成溶液，再以液體的轉(zhuǎn)移技術(shù)加料。還可利用特殊的玻璃儀器直接加料。
2、過濾
當(dāng)必須從敏感溶液中除去懸浮雜質(zhì)或者從中析離敏感的固體產(chǎn)物時(shí)，可以在氮?dú)猸h(huán)境下，通過一些專門設(shè)備，進(jìn)行過濾。大孔的雙頭針和帶有橡皮隔膜的玻璃漏斗。應(yīng)用氮?dú)獾恼龎毫?，過濾將不難進(jìn)行。
過濾室（帶有磨口和支管的砂心漏斗）。它插入接受瓶， 利用雙頭針管法將待濾液轉(zhuǎn)入過濾室過濾。
化學(xué)慧定制合成事業(yè)部摘錄
