Линии Schlenk для перекачки растворителей

1. Использование линий Шленка

1 Запуск

1. Убедитесь, что все рабочие порты на коллекторе закрыты, а все соединения должным образом смазаны высоковакуумной смазкой.
2. Прикрепите ловушку (ловушки) растворителя к вакуумной линии и запечатайте, включив вакуумный насос. заметка: Каждый вакуумный насос имеет свой «уникальный» звук при активной откачке воздуха из системы. Важно «узнать» регулярные звуки, которые издает ваш пылесос во время откачки и при полном вакууме.
3. Поместите вакуумные дьюары вокруг ловушки (ловушек) для растворителей и заполните дьюары жидким азотом (лучше всего) или сухим льдом/ацетоновой суспензией (только для растворителей с низким давлением пара — риск повреждения вакуумного насоса) для криогенной защиты вакуумного насоса.
4. Включите регулируемый поток инертного газа и отрегулируйте поток, наблюдая за скоростью, с которой барботер пузырится. (Приблизительная скорость потока 5 пузырьков в 10 с является идеальной)
5. Подключите нужное устройство к порту коллектора с помощью толстой резиновой трубки или непосредственно с помощью стандартной конической стеклянной посуды.
6. Очистите свободное пространство (и, возможно, устройство) от остаточного воздуха и влаги, выполнив 3 цикла обратной засыпки вакуумом/инертным газом: (1) откройте реакционный порт для вакуума, дождитесь полного вакуума, а затем закройте реакционный порт для вакуума; (2) Медленно откройте реакционное отверстие для инертного газа, а затем подождите, пока барботер снова начнет пузыриться. Быстрое открытие порта для инертного газа может привести к всасыванию воздуха в систему через барботер. Закройте реакционное отверстие для инертного газа. (3) Повторите в общей сложности 3 раза.

2 Выключение

1. Закройте все порты коллектора и отключите поток инертного газа.
2. Снимите дьюар (дьюары) ловушки для растворителей. ВНИМАНИЕ: если при удалении в ловушке присутствует синяя жидкость, возможно, это жидкий кислород (B.P. -183 °C), который может конденсироваться при температуре жидкого азота (B.P. -196 °C) и может образовывать взрывоопасные смеси с органическими соединениями или вызывать быстрый взрыв под давлением в закрытой системе при нагревании.⁷ В случае, когда присутствует жидкий кислород, немедленно замените дьюар, чтобы ловушка оставалась холодной, закройте створку вытяжного шкафа и сообщите другим о ситуации. Оставьте ловушку вверху, а систему под вакуумом, и дайте ей медленно прогреться и испариться. Конденсации жидкого кислорода можно избежать, обеспечив отсутствие утечек в коллекторах и ограничив воздействие вакуума на окружающую атмосферу. Аналогичное событие может произойти с жидким аргоном (B. P. -186 °C), и следует соблюдать осторожность, чтобы не прокачать значительные объемы аргона через ловушку LN₂.
3. Выключите вакуумный насос и выпустите систему в атмосферу, открыв вентиляционное отверстие ловушки растворителя (если применимо) или порт на главном вакуумном коллекторе.
4. Снимите ловушки для растворителей и выбросьте все захваченные летучие вещества в соответствующий контейнер для отходов.

2. Сушка углеводородных растворителей/реагентов

ВНИМАНИЕ: Металлический натрий бурно реагирует с водой. Кетиловые радикалы опасно несовместимы с некоторыми растворителями, в частности с галогенированными растворителями. Перед выбором подходящего адсорбента для данного растворителя следует проконсультироваться с соответствующими ссылками. Следуйте рекомендациям, приведенным в разделе «Очистка лабораторных химикатов». ^8-9

1 Приготовление "Горшка для растворителя" - 5 г Ph₂CO на литр растворителя. ¹⁰

1. На рисунке 1 указана необходимая стеклянная посуда. В инертной атмосфере измерьте примерно 1 см металл^5,6 Na (проволоку или кусок), разрежьте его на более мелкие кусочки и поместите кусочки в колбу с круглым дном объемом 500 мл со стандартным коническим соединением горлышка 24/40.
2. Взвесьте примерно 1,25 г Ph₂CO и поместите его в колбу с круглым дном объемом 500 мл с натрием.
3. Поместите прочную мешалку в колбу с круглым дном объемом 500 мл, затем запечатайте колбу с помощью адаптера на 180° 24/40, который был смазан минимальным количеством сверхмощной консистентной смазки для высоких вакуумов. Поместите зажим Кека на стык, чтобы обеспечить прочное соединение.
4. Извлеките колбу из перчаточного ящика и откачайте ее по линии Schlenk/высокого вакуума, как описано в разделе 1.2.6. Закройте адаптер на 180° и снимите колбу с линии, пока она находится под вакуумом.
5. Прикрепите воронку к верхней части горшка с растворителем (не используйте смазку!) и заполните воронку нужным растворителем. С помощью длинной иглы, прикрепленной к азотной линии, проведите пузырьки азота через растворитель, чтобы частично дегазировать его.
6. Поддерживая пузырьки азота, медленно откройте адаптер на 180°, чтобы ввести растворитель в резервуар с растворителем. Когда уровень растворителя в воронке приблизится к переходнику на 180°, закройте адаптер и снимите воронку. ПРИМЕЧАНИЕ: Растворитель может быть введен другими способами, с различной степенью безвоздушной строгости. Как правило, пользователи могут заполнить горшок на открытом воздухе и дегазировать его позже, или могут заполнить горшок предварительно высушенным растворителем, непосредственно взятым из системы очистки растворителей.
7. Помешивайте кастрюлю с растворителем в течение нескольких часов, в течение этого времени раствор станет темно-фиолетовым, что указывает на образование бензофенон-кетилового радикала натрия. В том случае, если кастрюля не станет темно-фиолетовой, дегазируйте раствор (раздел 2.2) и снова перемешайте.

2 Замораживание-насос-размораживание для дегазации растворителя

ВНИМАНИЕ: Жидкий азот обычно используется для "замораживания" растворителей в циклах замораживания-насоса-размораживания. Настоятельно рекомендуется не использовать жидкий азот без крайней необходимости и после консультации с руководителями. Охлаждение закрытой системы до температуры жидкого азота значительно увеличивает вероятность конденсации жидкого кислорода в случае утечки в системе. Кроме того, большой температурный градиент увеличивает вероятность разбития стекла из-за теплового удара. Почти во всех случаях -78 °C достаточно для охлаждения системы дегазации с минимальными потерями растворителя.

1. Запустите линию Schlenk или линию высокого вакуума (раздел 1.1) и подсоедините бачок с растворителем к коллектору (раздел 1.1.6).
2. Используйте ванну для охлаждения сухим льдом / ацетоном, чтобы охладить содержимое кастрюли до -78 °C. Это может привести к замораживанию растворителя в зависимости от его точки замерзания. ПРИМЕЧАНИЕ: Распространенное заблуждение о принципе «замерзнуть-покачать-разморозить» заключается в том, что растворитель должен быть заморожен для его дегазации. Это неправда; На самом деле, холодную жидкость легче дегазировать, чем замороженное твердое вещество, потому что газ попадет в твердую матрицу.
3. Если температура замерзания растворителя выше -78 °C и растворитель замерз, откройте резервуар для растворителя для вакуума, открыв адаптер на 180°, чтобы удалить газовое пространство в резервуаре. Подождите, пока система вернется к полному вакууму, а затем закройте резервуар для растворителя для вакуума.
4. Дайте растворителю вернуться к комнатной температуре и посмотрите, не образуются ли пузырьки в смеси твердого и жидкого веществ. Если присутствуют пузырьки, растворитель не полностью дегазирован, и шаги 2.2.2–2.2.4 следует повторить. Как правило, для дегазации достаточно трех циклов «замораживание-насос-оттаивание».
5. Если температура замерзания растворителя ниже -78 °C и растворитель имеет низкое давление пара при -78 °C, то вместо выполнения шагов 2.2.3 и 2.2.4 горшок с растворителем можно открыть для вакуумирования примерно на 5 минут (или до тех пор, пока не прекратится барботирование) для дегазации системы. Через 5 минут закройте адаптер на 180°. Небольшое количество растворителя может быть потеряно в ловушке вакуумного насоса.
6. Если температура замерзания растворителя ниже -78 °C и растворитель имеет более высокое давление пара при -78 °C, доступны два варианта: выполнить шаги 2.2.3 и 2.2.4 и охладить жидким азотом вместо ванны -78 °C (меньшая потеря растворителя, больший неотъемлемый риск) или выполнить шаг 2.2.5 в течение более коротких периодов времени (большая потеря растворителя, безопаснее).

3. Вакуумный перенос растворителей/химикатов

1. Высушите приемную колбу Штрауса объемом 500 мл и U-образный вакуумный передаточный мост в сушильном шкафу (125 °C) в течение не менее 1 часа.
2. Прикрепите колбу Штрауса и бачок с растворителем к U-образному мосту и слегка смажьте все стыки смазкой. Прикрепите U-образный мост к вакуумной линии. ПРИМЕЧАНИЕ: Эта тяжелая система должна поддерживаться лабораторными домкратами и зажимами Кека, чтобы предотвратить ее падение с линии и поломку. Разрежения от коллектора может не хватить, чтобы удержать его на линии.
3. Экакуируйте систему, как описано в шаге 1.1.6.
4. Дегазируйте резервуар с растворителем, как описано в разделе 2.2.
5. Закройте верхний U-образный мостовой клапан, чтобы перекрыть вакуумную передаточную установку от динамического вакуума. Теперь система должна находиться в статическом вакууме с открытым клапаном Штрауса и закрытым адаптером для растворителя на 180°.
6. Используйте лабораторный домкрат для поднятия ацетона/сухого льда до -78 °C для охлаждения принимающей колбы Штрауса. ВНИМАНИЕ: Охлаждение закрытой системы жидким азотом опасно, так как существует значительная вероятность конденсации жидкого кислорода в случае утечки. Несмотря на то, что вакуумный перенос при температуре жидкого азота может быть быстрее, он не стоит того, чтобы идти на компромисс в отношении безопасности. Эта практика запрещена в наших лабораториях. Если растворитель не может быть передан в вакууме при температуре -78 °C, рекомендуется использовать более эффективный вакуум или рассмотреть возможность термической дистилляции.
7. Включите магнитное перемешивание, чтобы перемешать кастрюлю с растворителем, затем медленно откройте запорный кран адаптера на 180° на кастрюле для растворителя, чтобы жидкость в кастрюле с растворителем быстро не выкипела в U-образный шарнир.
8. В скором времени растворитель должен начать конденсироваться в приемной колбе. Подождите, пока кастрюля с растворителем почти высохнет или не будет собрано нужное количество растворителя. Закройте запорный кран на приемной колбе Штрауса и клапан на кастрюле с растворителем, которую можно наполнить или использовать снова.
9. Если кастрюля с растворителем замерзает во время переноса, закройте клапан колбы Штрауса и дайте кастрюле с растворителем нагреться до комнатной температуры, прежде чем продолжить.
10. Если перенос вакуума происходит очень медленно или замедляется, повторите дегазацию системы, следуя протоколам, приведенным в разделе 2.2.

4. Проверка собранного растворителя в азотном перчаточном ящике

1 Приготовление кетилового раствора

1. Отвесьте 0,137 г Ph2 CO и более 0,028 г металлического Na во флаконе объемом 20 мл.
2. Добавьте 20 мл ТГФ во флакон и небольшой стирбар, затем закройте флакон крышкой и перемешивайте на ночь. Это должно привести к образованию темно-фиолетового раствора 0,0337 М Na/ph2 кетилового радикала CO с небольшим избытком Na, оставшимся на дне флакона.

2 Титрование собранного растворителя

1. Пипетка нанесет приблизительно 4 мл тестируемого растворителя во флакон объемом 4 мл.
2. С помощью пастеровской пипетки осторожно капните в флакон одну каплю фиолетового раствора Na/Ph₂CO THF.
3. Аккуратно перемешайте флакон чистым наконечником пипетки и проанализируйте полученный цвет. Растворитель с концентрацией 10 ppm H₂O или менее должен оставаться бледно-фиолетовым. (Не синий)
4. Если растворитель вступает в реакцию с радикалом Ph₂CO (например, галогенированными растворителями, такими как дихлорметан), испытайте растворитель с помощью титрования по Карлу Фишеру или, в случае дейтерированных растворителей, с помощью ЯМР-спектрометрии ^1,2,3H.