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干貨分享:上海有機所博士的實驗操作經驗(上集)~

在做每一個實驗之前,不要查到一篇文獻,就馬上按照文獻方法去試。反復調研文獻,看一看,要得到目標產物,有哪些方法,每種方法的優(yōu)點和缺點是什么,經過反復比較,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,也是在積累你的經驗和知識。

你想,一個實驗你就可以積累一系列資料,一個學期下來,你將有多大的收獲?這種方法累,但是有效。

我相信,只要堅持,畢業(yè)的時候,你會脫胎換骨。


對于你所采用方法的文獻,實驗步驟的每一個細節(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物的文獻,看看別人的實驗步驟又是如何?他們做了什么改動?為什么要這樣改動?

因為實驗是相通的,這些問題你一旦掌握了,堅持一個月的時間,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。


關于DMF的無水處理方法引起這么多爭議,實在出乎我的意料。

不可否認,不同的實驗對試劑、溶劑的純度等各方面的要求不同。

不需要嚴格無水的反應,你去進行嚴格的無水處理就是浪費時間;反之亦然。

我也承認,有時候試劑中的一些微量雜質的存在,往往會使反應有出人意料的結果。

在我所知道的范圍(上海有機所)內,就有兩個這樣的例子:

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

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


但是,這并不意味著我們的試驗不需要嚴格按照標準方法。特別是當我們在進行未知領域的探索時,需要對反應成功(或者失?。┑脑蜻M行總結。

如果我們反應所使用的試劑或溶劑含有少量的雜質,那我們如何保證試驗的可重復性?我們又如何根據(jù)實驗結果來分析,設計下一步的實驗方案,改進試驗結果? 


按照一套標準的實驗方法進行操作,對于新進實驗室的同學更為重要。

因為失敗是新手們的常事,如果我們不能保證我們試驗試劑的純度以及無水要**否滿足等等,那么一旦實驗失敗了,我們如何尋找原因?到底是操作失誤還是其他?


作為一名即將畢業(yè)的同學,在幾年試驗生涯中,深感按照標準方法試驗的重要性。 可能是因為我從事的不對稱催化對雜質的敏感程度較高,所以我在幾年中,曾經花了很多時間來重復,尋找原因。


我很慶幸我剛進實驗室時,接受了一位師姐的忠告,即一切溶劑、試劑嚴格按照標準方法處理,哪怕他再繁瑣。

這個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所每個課題組的導師要求學生嚴格執(zhí)行的。因為這本書是 不斷綜合文獻中的處理方法,和對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,有位韓國化學家到我們所交流的時候,專門提到在他們花了半年的時間合成了一個和我合成的一模一樣的配體的時候,卻非常失望發(fā)現(xiàn)我們的文章都已經發(fā)表了。


我為什么感謝那位師姐?

因為我接受她的忠告后,各種溶劑嚴格處理,所以只花了兩個星期就合成了該配體。而事實上,在我文章發(fā)表后,還有國內同行不能重復合成該配體,我們課題組的其他同學一開始的時候也不能重復合成,原因無他,他們的溶劑處理都有問題。


有同學提到,他們的處理方法是參照某某文獻的,事實上,很多文獻的處理方法是不完善的,也在不斷變化的。

所以才會有專門的叢書來總結。我想進入實驗室時間較長的人,都會發(fā)現(xiàn)有些文獻的結果是很難重復的,仔細研究他們的實驗方法,你會發(fā)現(xiàn)有些操作是完全沒有必要的,有些是錯誤的,當然也有可能作者有所保留。


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


  • 說一個減壓蒸餾的問題吧。我在對一個取代的苯乙腈產品進行減壓蒸餾時,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,造成了在進行了一段時間后真空度急劇下降,我當時沒有注意到是這個問題。所以,我將近1kg的產品就那樣KO了!悲慘!因此,提請大家在進行減壓蒸餾的時候一定要多加小心。*重要的一點是:在減壓蒸餾過程中不要離開~!要時刻關注壓力的變化,以便采取積極措施!


  • 我做實驗總是嫌麻煩,不喜歡戴膠皮手套。因為經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*近關于巨能鈣雙氧水的報道,我真的好害怕那天也因為雙氧水??希望XDJM不要嫌麻煩,一定要愛護自己。


  • 還有在使用高錳酸鉀的時候也要注意類似問題。在醫(yī)院的皮膚外科經常會開一些高錳酸鉀作為外用洗滌用藥,醫(yī)學名叫pp粉。由此一個PPMM托男朋友從化學系弄了一點回去洗??結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!因為反應強烈放熱,可能會導致暴沸乃至爆炸事故!


  • 另實驗中反應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,結果反應過程中加熱后物料體積增大的有點厲害,全部溢了出來,我的油浴鍋廢了.....   除掉反應后剩余的鈉需要將鈉用無水乙醇處理,以免發(fā)生爆炸.


  • 還有一個實驗教訓,DMF不要用Na進行去水干燥。有一次我們實驗室有同事將5升的燒瓶進行這個操作,結果得到一鍋“粥”,估計兩者發(fā)生了反應!   用硫酸鎂干燥聚乙二醇,結果會是一鍋粥?。?!   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候有沒有出現(xiàn)過失誤?我親眼看見一個同事由于用力過猛被玻璃套管把手扎破,*狠的是一個同事在給冷凝管接皮管時居然把手腕的筋都扎斷了。決不是危言聳聽,這都時血淋淋的現(xiàn)實。


  • 不知道各位是否經常用高壓釜反應,個人覺得這家伙的危險系數(shù)比較大,應該時刻注意壓力的變化。有一個我做了很久的氨解實驗,一直都是好好的,就放松了警惕,結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,我們單位的高壓釜120kg的是個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玻璃針筒破裂,劃破手掌,差點斷掉神經。


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


  • 化學的危險性特別的大啊~前些天我們實驗室樓上一個兄弟做的疊氮化物,那時是夏天,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目鏡,鏡子都碎了,但還好沒有傷到眼睛 所以大家作實驗一定不要報僥幸心理,一定要錯殺一千也不能放過一個啊呵呵千萬要小心,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,我對面那組的實驗室具我老師將已經發(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(他們實驗室竟沒有人)這種低級錯誤可能是很少有人犯吧。


  • 實驗中如果要用酸度計,務必遵守酸度計的使用條件如溫度/濕度等


  • 我記得我就在實驗中吃了虧,分析結果不對,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,每一步反應的溫度都要準確記錄,不要記錄籠統(tǒng)性的室溫,甚至后處理的溫度都要記錄。許多技術交到工廠之后,重復不出來,就有可能是溫度的原因。


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


  • 易燃爆氣體,試漏一定要嚴格(用‘電子筆’);   用電設備不要自己檢修(我們單位就有人差點送命);   有毒的實驗環(huán)境一定要通風良好,戴防毒用具;


  • 實驗室要有良好的實驗習慣,嚴格的操作規(guī)程,問責制度


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


  • 我見過有人在做無水乙醇與金屬鈉反應的實驗之后,把殘余物隨手倒到水槽中,結果沒有反應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,一個火球飛出來,幸好沒有傷到人?。?!

(本文來源網(wǎng)絡)


怎樣,看到這里是不是感覺意猶未盡?

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