实用实验小技巧,轻松解决实验室难题!

2024-03-15 16:00

偶尔在知乎看到一个话题「有机合成实验有什么奇技淫巧?」,看见不少有趣实用的实验室小技巧,在此分享给大家。

01

需要通过过滤除去固体,但抽滤都基本抽不动时,可以考虑用离心机。

做反应的时候,搅拌子速率控制好,搅拌时不能让体系内的液体飞溅到瓶壁上。液体飞溅意味着有液滴脱离体系。举例说明可能更好理解:我要在冰浴里做低温反应,但有一滴液体飞溅到瓶壁上了,那这一滴液体在流回体系之前,其实都处于室温状态,说不定副反应就出现了。

反应总是挂的时候,可以怀疑下原料问题,有时候国产溶剂重蒸一下,反应就成功了。

用耐压瓶做加热反应时,不要以为加热好长时间了而且体系彻底稳定了就不会炸,一定要千万小心。我自己见到的,晚上开始加热过夜的耐压瓶,半夜不炸,非等第二天中午才来炸,至今原因都搞不清楚,但炸完以后通风橱挡板玻璃彻底碎裂,如果有人在旁边的话,那就……以及有裂痕的耐压瓶千万不要用了。不要作死。

不着急的话下雨天就别开反应了,这是门玄学。

水泵+管子+转接头+烧瓶,一定程度上可以代替真空干燥箱用。

想旋蒸干溶剂得固体时,如果旋干,固体都会黏在烧瓶壁上,很难刮。可以考虑旋蒸时不要彻底旋干,留下少量溶液,用滴管吸出以后选择自然晾干,或者加到不良溶剂里等固体析出后过滤,可以让你免受用药匙使劲刮烧瓶壁的苦。

做实验时可以戴两双手套,保护效果更好。弄脏了就丢外层手套就可以了。保护健康的问题上,不要吝啬。

干燥的时候尽量用硫酸钠,不用硫酸镁。除了镁离子有时候会配位的问题损伤产物以外,过滤的时候用硫酸钠滤得比较快。

实验服穿好,除了防止不小心打碎东西划伤手臂外,还能减少皮肤对挥发性物质的吸收。口罩戴好,主要防硅胶和粉尘。

02

下午做实验的时候需要爬块板子,但是样品特别稀,溶剂极性也不小,点了很多次之后样品点已经扩散得很大了,如图:

另外可以看到中间那个点的外面比里面颜色还深,这说明样品被反复点上的溶剂带到了样品点的边缘。如果这样直接展开,很可能多个点重合在一起,甚至一个点被误判断成两个点。这时突然开了个脑洞,想到仪器分析(看来这课还是有点用的)课上学的高效液相色谱中的溶剂聚焦,于是用烧杯倒了一点乙醚,把板子放进去展开,溶剂刚爬过样品点的时候拿出来。由于乙醚极性比较强,几乎所有样品都会随着溶剂最前沿移动而被富集,达到了「聚焦」的目的。

晾干后再把这块板子正常展开,得到的点明显会更清晰。(此法应该也适用于刮板的时候手抖涂得太宽等情况)

03

先一股脑做出产物,有价值再回头优化产率

一定要说服自己:我的分子会改变世界

04

养成不洗核磁管的习惯,毕业的时候你就收获了一大堆单晶。

05

反应体系中使用氢化铝锂,红铝试剂,氯化铝等试剂的时候,可以尝试使用冰冻过的饱和食盐水甚至硫酸钠水溶液淬灭。因为这些试剂淬灭都会最终产生氢氧化铝,有时候会形成氢氧化铝胶体。胶体颗粒的表面积较大,容易吸附大量产物。所以体系中加进去大量强电解质,那么……学过胶体化学的都懂的吧?

抽滤的时候,如果固体颗粒太小,容易造成滤纸堵塞。要是你需要的是滤液的话,这个时候可以试着在滤纸上垫一层硅藻土。

很多没有共轭体系的化合物在点板的时候照紫外灯是不显色的。这个时候不用着急,有很多办法显色。碘单质熏,高锰酸钾溶液,浓硫酸泡,甚至火烧。总有一种办法适合你。

过柱子的时候千万不要以为柱子越长分离越好。认真学习过色谱分离机理的应该都不用我解释了。我只是想说一个柱子太长了,除了影响分离以外的缺点。那就是产物的吸附。像硅胶这样大表面积的东西,吸附能力是很强的。所以当你的产物很少的时候,请尽量减少硅胶的使用,越少越好。少到刚好能分离就是最完美的了。

另外,听说进口的硅胶分离能力超级好。我没试过,有条件的同学可以试试嘛。

我一般来说,根据化合物的极性,选用三个不同体系的洗脱液来过柱子。二氯甲烷/甲醇,乙酸乙酯/正己烷,乙醚/正己烷,分别对应高,中,低三种极性的化合物。

有的时候,需分离的化合物酸性或碱性比较强。可以试着在洗脱液里加少量的醋酸或三乙胺,很多时候能防止脱尾。

当然了,在选择洗脱液种类配比的时候,最好的指导是你自己点板的结果。这一点相信所有人都知道。

06

旋蒸和水泵之间加一个真空阀能有效保护水泵,也能很好的回收溶剂。如图所示:

当溶剂开始旋出来后,关掉真空阀门,就可以把水泵关掉了。溶剂不会跑到水泵里面,既把溶剂全部回收,同时也大大延长了水泵的寿命。就是像这样的:

07

掰开氘代溶剂的安瓿瓶时,用一个2ml或1.5ml的EP管套住顶端。

TLC后用碘缸显色看不清楚时用水冲洗板子,没有化合物的位置所沾到的颜色会被冲掉,从而提高衬度。

TLC显色,碘缸后水浸/冲,可提高衬度。其原理在于:

没有化合物的位置,物理性附着的碘会被洗掉。

硅胶板被水浸润后透光增加,无吸附处仍为本色,而有吸附处表层与内层颜色叠加,颜色加深。

水环境下,可能出现额外衍生反应。

08

做合成的时候一定要写上日期,天气……特别是温度和湿度,以免环境变化导致实验无法重复。

09

服从所有实验室守则,上面的每个字都是用生命作出的结论。

10

一定要让自己控制实验里的一切。

简单来说,就是让所有接触的东西都慢慢的温和的改变,比如反应温度,加料速度,柱层析流动相极性等等,让一切速度都慢下来,否则后果会超出预料,要么失败要么玩脱,重大事故都有可能。

11

确定任何实验方案之前请查阅你准备使用的化学品的危险性,无论这些化学品是你熟悉的还是不熟悉的。

12

多做记录,多贴标签,多看现象。

13

旋蒸的时候手扶着瓶子,在真空刚打开的时候就把旋转打开。可以有效的避免刚开旋转的时候溶剂暴沸。

注:此法对二氯甲烷无效……

萃取的时候第一二次晃要很小心,最好刚倒过去就放气,后面几次就会好很多,不用那么小心。原因是里面气体被溶剂饱和了。

易挥发溶剂第一次放气的时候尤其小心。不要对着人,一定要在通风橱操作。

14

无机化学的知识要用在有机化学上。比如某些SnCl2还原的反应,比如苯胺成盐酸苯肼,产物里就可能有很多很多氯化亚锡,然而光谱才看得出来。

氯化亚锡溶于乙醚,可以用乙醚洗,各种硫酸盐考虑酒精,铜盐可以用甲醇多次重结晶除去,或者暴力加肥皂水,可以除各类碱土金属盐。

催化剂多用铜盐,稀土。

15

从水相萃取有机物,DCM很多时候不如乙酸乙酯有效....DCM可能损失很多产物。

16

用气味分辨各种基团:

醛(飘的感觉),脂(香一点),醚(迷迷糊糊的),醇(酒味),异腈(苦臭)等等....然后等过完层析柱子,先不用TLC,闻一下就可以大概知道里面有没有原料啊,杂质啊....

17

我就说一个吧,防磨口塞太紧拿不下来的时候,可以用榔头的木头把手一边转圈一边敲打,有可能会拿下来,或者用加热枪吹烫,有时候也可以打开,或者超声一下,如果再不行,就用液氮冷冻。但其实涂硅脂就能防止问题。

18

棉花撕碎可以冒充咖啡因提取物。但密度过高不宜掺太多。

19

旋蒸的时候一定要固定好瓶子和旋蒸头,尤其是合了几步的产物,谁也不想萃水浴锅吧…瓶子用圆底的不要用梨形瓶,梨形底部不均会产生很多气泡。

过柱子基本上是干法装柱、湿法上样,最快。

对于旋完的样品,有时候空气慢慢吹干比用油泵一直抽效果好。

失败的反应别急着丢,写好label丢一边,说不定会有意外惊喜。有一次就发现一个两周前的反应,产物点一堆懒得理,结果产物结晶析出了。

20

乙醇溶液做缓冲剂装大孔树脂柱子的时候,装好树脂里面肯定有气泡。先配好乙醇溶液,拿去超声一会儿,再从柱子的下面把它加进去,这样除气泡效率要高得多。

真空干燥箱干燥东西的时候,拿培养皿装硅胶放进去,这样干燥效率高,并且硅胶吸水饱和颜色会变化也便于及时取出更换。

离心热不稳或者有生物活性的物质是,有冷冻离心机就一定要用它,最好别用大容量离心机,离半个多小时你就知道腔体里面会有多热了。

要是柱子的径高比太小,可以考虑用碱式滴定管来装柱子。

塑料瓶子装的试剂,请放冰箱里。

最后送大家一句:给反应物以爱,便可实现催化。也欢迎大家在留言区分享自己的实验小技巧哦!

文章素材来源:知乎、网络,侵删

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