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新聞動(dòng)態(tài)

干貨分享:上海有機(jī)所博士的實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)(上集)~

在做每一個(gè)實(shí)驗(yàn)之前,不要查到一篇文獻(xiàn),就馬上按照文獻(xiàn)方法去試。反復(fù)調(diào)研文獻(xiàn),看一看,要得到目標(biāo)產(chǎn)物,有哪些方法,每種方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么,經(jīng)過反復(fù)比較,選擇*方便的開始。

這不但是提高工作效率的捷徑,而且是在培養(yǎng)你的判斷能力,也是在積累你的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。

你想,一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)憔涂梢苑e累一系列資料,一個(gè)學(xué)期下來,你將有多大的收獲?這種方法累,但是有效。

我相信,只要堅(jiān)持,畢業(yè)的時(shí)候,你會(huì)脫胎換骨。


對(duì)于你所采用方法的文獻(xiàn),實(shí)驗(yàn)步驟的每一個(gè)細(xì)節(jié),要問問什么這么做?如果不這樣做,后果是什么?能不能用其他方法代替?參考其他合成相同產(chǎn)物的文獻(xiàn),看看別人的實(shí)驗(yàn)步驟又是如何?他們做了什么改動(dòng)?為什么要這樣改動(dòng)?

因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是相通的,這些問題你一旦掌握了,堅(jiān)持一個(gè)月的時(shí)間,其他問題也就迎刃而解了。



在我的周圍,有很多人一直到要博士畢業(yè)了,這些問題都沒有解決,吾未見其明也。


關(guān)于DMF的無水處理方法引起這么多爭(zhēng)議,實(shí)在出乎我的意料。

不可否認(rèn),不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)試劑、溶劑的純度等各方面的要求不同。

不需要嚴(yán)格無水的反應(yīng),你去進(jìn)行嚴(yán)格的無水處理就是浪費(fèi)時(shí)間;反之亦然。

我也承認(rèn),有時(shí)候試劑中的一些微量雜質(zhì)的存在,往往會(huì)使反應(yīng)有出人意料的結(jié)果。

在我所知道的范圍(上海有機(jī)所)內(nèi),就有兩個(gè)這樣的例子:

李安虎博士(戴立信小組)在首例通過葉立德途徑實(shí)現(xiàn)的高立體選擇性的氮雜環(huán)丙烷的反應(yīng)中,使用的是未處理的國(guó)產(chǎn)分析純CH3CN溶劑。文章在Angew. Chem. Int. Ed上發(fā)表后,引起了一位法國(guó)科學(xué)家的注意,但是他在重復(fù)該試驗(yàn)的過程中,發(fā)現(xiàn)直接使用商業(yè)化的分析純CH3CN溶劑不能重復(fù)反應(yīng)結(jié)果,只有在反應(yīng)體系添加一定量的水后才能重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果,于是專門撰文指正。我們分析原因,認(rèn)為是國(guó)產(chǎn)試劑的含水量比進(jìn)口試劑的要高;

**個(gè)例子是:袁宇博士在雜DA反應(yīng)中,發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果不能重復(fù),而且所用的苯甲醛越純,反應(yīng)結(jié)果越差。從而想到了*初使用的苯甲醛可能有部分被氧化成苯甲酸,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)使用酸為添加劑可以大大改善反應(yīng)的結(jié)果(文章發(fā)表在Chem. Eur. J)。  


但是,這并不意味著我們的試驗(yàn)不需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)方法。特別是當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行未知領(lǐng)域的探索時(shí),需要對(duì)反應(yīng)成功(或者失敗)的原因進(jìn)行總結(jié)。

如果我們反應(yīng)所使用的試劑或溶劑含有少量的雜質(zhì),那我們?nèi)绾伪WC試驗(yàn)的可重復(fù)性?我們又如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來分析,設(shè)計(jì)下一步的實(shí)驗(yàn)方案,改進(jìn)試驗(yàn)結(jié)果? 


按照一套標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行操作,對(duì)于新進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)更為重要。

因?yàn)槭∈切率謧兊某J?,如果我們不能保證我們?cè)囼?yàn)試劑的純度以及無水要**否滿足等等,那么一旦實(shí)驗(yàn)失敗了,我們?nèi)绾螌ふ以??到底是操作失誤還是其他?


作為一名即將畢業(yè)的同學(xué),在幾年試驗(yàn)生涯中,深感按照標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)的重要性。 可能是因?yàn)槲覐氖碌牟粚?duì)稱催化對(duì)雜質(zhì)的敏感程度較高,所以我在幾年中,曾經(jīng)花了很多時(shí)間來重復(fù),尋找原因。


我很慶幸我剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí),接受了一位師姐的忠告,即一切溶劑、試劑嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)方法處理,哪怕他再繁瑣。

這個(gè)方法就是我推薦給大家的書《Purification of Laboratory Chemicals》,Edited by W. L. F. Armarego and D. D. Perrin, 4th Edition,這也是我們上海有機(jī)所每個(gè)課題組的導(dǎo)師要求學(xué)生嚴(yán)格執(zhí)行的。因?yàn)檫@本書是 不斷綜合文獻(xiàn)中的處理方法,和對(duì)各種方法的不足之處的發(fā)現(xiàn)而修訂的。


在我的**篇文章(J. Am. Chem. Soc)發(fā)表半年后,有位韓國(guó)化學(xué)家到我們所交流的時(shí)候,專門提到在他們花了半年的時(shí)間合成了一個(gè)和我合成的一模一樣的配體的時(shí)候,卻非常失望發(fā)現(xiàn)我們的文章都已經(jīng)發(fā)表了。


我為什么感謝那位師姐?

因?yàn)槲医邮芩闹腋婧?,各種溶劑嚴(yán)格處理,所以只花了兩個(gè)星期就合成了該配體。而事實(shí)上,在我文章發(fā)表后,還有國(guó)內(nèi)同行不能重復(fù)合成該配體,我們課題組的其他同學(xué)一開始的時(shí)候也不能重復(fù)合成,原因無他,他們的溶劑處理都有問題。


有同學(xué)提到,他們的處理方法是參照某某文獻(xiàn)的,事實(shí)上,很多文獻(xiàn)的處理方法是不完善的,也在不斷變化的。

所以才會(huì)有專門的叢書來總結(jié)。我想進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)間較長(zhǎng)的人,都會(huì)發(fā)現(xiàn)有些文獻(xiàn)的結(jié)果是很難重復(fù)的,仔細(xì)研究他們的實(shí)驗(yàn)方法,你會(huì)發(fā)現(xiàn)有些操作是完全沒有必要的,有些是錯(cuò)誤的,當(dāng)然也有可能作者有所保留。


提高我們的化學(xué)素養(yǎng),其中之一就在于根據(jù)自己的知識(shí),去判斷文獻(xiàn)的正確與否,而不是盲從。


  • 說一個(gè)減壓蒸餾的問題吧。我在對(duì)一個(gè)取代的苯乙腈產(chǎn)品進(jìn)行減壓蒸餾時(shí),由于粗品中有一定的NaBr沒有能夠完全除去,所以在蒸餾的過程中可能是由于NaBr的升華,造成了在進(jìn)行了一段時(shí)間后真空度急劇下降,我當(dāng)時(shí)沒有注意到是這個(gè)問題。所以,我將近1kg的產(chǎn)品就那樣KO了!悲慘!因此,提請(qǐng)大家在進(jìn)行減壓蒸餾的時(shí)候一定要多加小心。*重要的一點(diǎn)是:在減壓蒸餾過程中不要離開~!要時(shí)刻關(guān)注壓力的變化,以便采取積極措施!


  • 我做實(shí)驗(yàn)總是嫌麻煩,不喜歡戴膠皮手套。因?yàn)榻?jīng)常使用濃硝酸和雙氧水,已弄到皮膚上就很痛,皮膚不是變白就是變黃。尤其*近關(guān)于巨能鈣雙氧水的報(bào)道,我真的好害怕那天也因?yàn)殡p氧水??希望XDJM不要嫌麻煩,一定要愛護(hù)自己。


  • 還有在使用高錳酸鉀的時(shí)候也要注意類似問題。在醫(yī)院的皮膚外科經(jīng)常會(huì)開一些高錳酸鉀作為外用洗滌用藥,醫(yī)學(xué)名叫pp粉。由此一個(gè)PPMM托男朋友從化學(xué)系弄了一點(diǎn)回去洗??結(jié)果弄到全部變黃了而且很痛,主要是她把濃度配的太大了。引以為戒?。。?! 


  • 用鋁鎳合金滴加濃堿加氫還原,注意滴加速度一定要慢!因?yàn)榉磻?yīng)強(qiáng)烈放熱,可能會(huì)導(dǎo)致暴沸乃至爆炸事故!


  • 另實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)燒瓶里添加物料一定不要超過燒瓶溶劑的2/3.有一次我加多了,結(jié)果反應(yīng)過程中加熱后物料體積增大的有點(diǎn)厲害,全部溢了出來,我的油浴鍋廢了.....   除掉反應(yīng)后剩余的鈉需要將鈉用無水乙醇處理,以免發(fā)生爆炸.


  • 還有一個(gè)實(shí)驗(yàn)教訓(xùn),DMF不要用Na進(jìn)行去水干燥。有一次我們實(shí)驗(yàn)室有同事將5升的燒瓶進(jìn)行這個(gè)操作,結(jié)果得到一鍋“粥”,估計(jì)兩者發(fā)生了反應(yīng)!   用硫酸鎂干燥聚乙二醇,結(jié)果會(huì)是一鍋粥!?。?  催化加氫用的催化劑一定要防止著火?。?!


  • 不知道大家的攪拌套管安裝膠皮的時(shí)候有沒有出現(xiàn)過失誤?我親眼看見一個(gè)同事由于用力過猛被玻璃套管把手扎破,*狠的是一個(gè)同事在給冷凝管接皮管時(shí)居然把手腕的筋都扎斷了。決不是危言聳聽,這都時(shí)血淋淋的現(xiàn)實(shí)。


  • 不知道各位是否經(jīng)常用高壓釜反應(yīng),個(gè)人覺得這家伙的危險(xiǎn)系數(shù)比較大,應(yīng)該時(shí)刻注意壓力的變化。有一個(gè)我做了很久的氨解實(shí)驗(yàn),一直都是好好的,就放松了警惕,結(jié)果有一次壓力突變到120kg,還好沒爆炸,不然我就完了


  • 高壓沒感覺有什么危險(xiǎn),我們單位的高壓釜120kg的是個(gè)500l的,沒什么問題,說到突變的情況,什么事情都有可能,搞化工8年,大火爆炸目睹的不少于8次


  • 我的同事用玻璃針筒過濾器過濾時(shí)玻璃針筒破裂,劃破手掌,差點(diǎn)斷掉神經(jīng)。


  • 烘滴液漏斗、分液漏斗的時(shí)候,*好取下活塞之后烘。否則,由于膨脹系數(shù)不一樣,活塞會(huì)把漏斗脹破我就烘壞了好幾個(gè)恒壓漏斗,結(jié)果浪費(fèi)了老板很多money.一個(gè)1000ml恒壓漏斗要40元,心都碎了。


  • 化學(xué)的危險(xiǎn)性特別的大啊~前些天我們實(shí)驗(yàn)室樓上一個(gè)兄弟做的疊氮化物,那時(shí)是夏天,他一直在室溫下做,也沒什么問題,可是不知道那天怎么了,只是輕輕晃一下就炸的血肉模糊了還幸好他帶了護(hù)目鏡,鏡子都碎了,但還好沒有傷到眼睛 所以大家作實(shí)驗(yàn)一定不要報(bào)僥幸心理,一定要錯(cuò)殺一千也不能放過一個(gè)啊呵呵千萬要小心,還有*不能讓我理解的是竟有很多研究生能把沒有任何處理的鈉扔到垃圾桶里,我對(duì)面那組的實(shí)驗(yàn)室具我老師將已經(jīng)發(fā)生過兩次火了,都是剛著了我們組的老師看到了,幫他們滅了(他們實(shí)驗(yàn)室竟沒有人)這種低級(jí)錯(cuò)誤可能是很少有人犯吧。


  • 實(shí)驗(yàn)中如果要用酸度計(jì),務(wù)必遵守酸度計(jì)的使用條件如溫度/濕度等


  • 我記得我就在實(shí)驗(yàn)中吃了虧,分析結(jié)果不對(duì),我從緩沖液—試劑一路找來,*后竟發(fā)現(xiàn)只是天氣變冷了而已, 一定要牢記溫度的概念,每一步反應(yīng)的溫度都要準(zhǔn)確記錄,不要記錄籠統(tǒng)性的室溫,甚至后處理的溫度都要記錄。許多技術(shù)交到工廠之后,重復(fù)不出來,就有可能是溫度的原因。


  • 我有一個(gè)項(xiàng)目,夏天做的好好的,到了冬天,突然就不行了。后來我改了反應(yīng)條件和重結(jié)晶條件,才搞出來了。嚇人啊,100萬的項(xiàng)目,如果出問題,偶就只有下課了。   高壓反應(yīng)釜一定要安裝防爆片;


  • 易燃爆氣體,試漏一定要嚴(yán)格(用‘電子筆’);   用電設(shè)備不要自己檢修(我們單位就有人差點(diǎn)送命);   有毒的實(shí)驗(yàn)環(huán)境一定要通風(fēng)良好,戴防毒用具;


  • 實(shí)驗(yàn)室要有良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,嚴(yán)格的操作規(guī)程,問責(zé)制度


  • 大家在蒸餾或精餾過程中不要忘了開冷凝水,是嚴(yán)重一些不起眼的錯(cuò)誤可能導(dǎo)致不可挽回的損失!


  • 我見過有人在做無水乙醇與金屬鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)之后,把殘余物隨手倒到水槽中,結(jié)果沒有反應(yīng)完全的金屬鈉正好碰到水槽中殘余的酸,發(fā)生爆炸性的反應(yīng),一個(gè)火球飛出來,幸好沒有傷到人?。?!

(本文來源網(wǎng)絡(luò))


怎樣,看到這里是不是感覺意猶未盡?

未完待續(xù)~  關(guān)注色譜圈發(fā)布續(xù)集哦~

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