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化工研发
UOP VS ABB Lummus谁在脱氢领域更强? 多谢各位详尽的解答!!查看更多
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积极倡导微量半微量技术? 积极倡导微量半微量实验技术----lanthanum 2004/10/02 1. 概述 粗略地将以制备为目的的有机合成实验分为:常量(macro scale,固体10-100g,液体25-100ml),半微量(semimicro scale,固体0.1-5g,液体1-10ml),微量(micro scale,小于100mg或0.2mmol),假设分子量为100-1000。 prof. t. s. ma 提出:微量化学是以尽可能少的试剂,来获取所需化学信息的实验原理与技术。微量化学实验,其试剂用量比对应的常规实验节省90%以上。 所谓积极,是指在顺利完成目标的前提下,尽可能采用(半)微量实验技术。 现在多数实验室的情况是,仅在迫不得已时才采用微量技术,比如原料昂贵或不易得,多步合成的最后几步(备料不足)等等情况;而平时均采用常量合成,通常造成时间、物料和人力的浪费。 我们所要倡导的是:当需完成同样目标时,应尽可能采用(半)微量技术代替常量操作。其优点简述如下。 2. 优点 2.1. 节约试剂和溶剂,降低实验室开销。 2.1.1. 试剂和原料 线形路线,5步反应,a—— b—— c—— d—— e—— f,假设分子量变化不大,分以下四种情况对比讨论: (a)每步收率90%,总收率59%,为了得到f(微量5mg/半微量500mg/常量50g),需要制备e(5.6mg/556mg/55.6g),d(6.2mg/617mg/61.7g),c(6.9mg/686mg/68.6g),b(7.7mg/762mg/76.2g),a(8.5mg/847mg/84.7g)。 (b)每步收率70%,总收率17%,为了得到f(5mg/500mg/50g),需要制备e(7.2mg/714mg/71.4g),d(10.2mg/1020mg/102.0g),c(14.6mg/1458mg/145.8g大量!),b(20.9mg/2082mg/208.2g大量!),a(29.8mg/2975mg/297.5g大量!)。 (c)收率越往后面越高的路线,a-50%- b-60%- c-70%- d-80%- e-90%- f,总收率15%,为了得到f(5mg/500mg/50g),需要制备e(5.6mg/556mg/55.6g),d(7.0mg/694.4mg/69.4g),c(10.0mg/992mg/99.2g),b(16.6mg/1653mg/165.3g大量!),a(33.1mg/3309mg/330.7g大量!)。 (d)收率越往后面越低的路线,或关键步骤收率低的路线,设计时应予以淘汰。 对比以上数据可见,应用微量技术(包括微量检测、分析、筛选等技术),起始备料可以在50mg以内,而常量技术起始备料通常需约500g。 2.1.2. 溶剂 (a)常量操作。反应实施时浓度一般在100mg/ml或更高,溶剂用量100-1000ml或不用溶剂。用萃取法后处理时,浓度一般在10-100mg/ml,溶剂用量1000ml-10l,需要回收。 (b)微量操作。反应实施时浓度一般在1-10mg/ml,溶剂用量1-10ml。用萃取法后处理时,浓度一般在0.1-1mg/ml,溶剂用量20ml-100ml,一般不需回收。 2.2. 降低了准备、反应实施和后处理的难度,节省了时间。 2.2.1. 反应的准备与实施 (a)常量。需要很好的通风厨。需要大型的加热和冷却设备。一般需要使用500ml-5l的三颈或四颈烧瓶,一半以上的情况需要机械搅拌。特别地,大规模的反应热效应明显,热传导平衡需要的时间较长,通常需要监控内部温度,高效的搅拌,有时需要使用昂贵的低温设备。 (b)微量。一般使用5-50ml单颈或两颈烧瓶,翻口胶塞,注射器等。磁力搅拌,常规的加热和冷却设备即可满足需要。由于量和浓度都较小,热效应不明显,热传导平衡需所时间短,用小型的干冰-溶剂浴很容易得到所需低温。 2.2.2. 后处理 (a)常量。经常使用结晶、过滤、蒸馏、升华、萃取等操作。100g规模的反应,猝灭和纯化所需时间在2天左右。大量混合物使用色谱法分离会有困难。如果反应使用较剧烈的条件,或者副产物较多,后处理将很困难。 (b)微量。经常使用萃取、色谱分离等操作。猝灭和纯化通常可以在4小时内完成。通常使用温和的反应条件,反应均匀性好,副产物较少,收率高,色谱法分离容易进行。 2.3. 降低人员体力消耗和心理压力。 (a)进行大规模物料操作,无疑是危险、劳累和厌烦的。一旦操作不当,会造成严重的身体伤害(爆炸、烧伤等)和经济损失(千元以上),因此整个操作过程中精神是高度紧张的。 (b)微量操作是轻松高效和容易胜任的。通常即使操作不当也不至于造成严重事故。由于使用量小(即使物料昂贵),反应失败所付出的经济代价也相对较小。仅在物料转移时需要集中精力。 3. 难点 3.1. 操作人员需经过短期的训练,大约一个月,以便熟悉微量操作基本技能。 3.2. 在实践初期需要克服“东西太少,很容易就没了”的错误认识,做到胆大心细。 4. 推荐参考资料 [1] 周宁怀、王德琳主编,微型有机化学实验,科学出版社,1999 [2] 关烨第、葛树丰等编著,小量-半微量有机化学实验,北京大学出版社,1999 [3] t. s. ma(马圣祖),v. horak, microscale manipuations in chemistry, john wiey & sons, new york, 1976 [4] d. w. mayo, r. m. pike, s. s. butcher, microscale organic laboratory, wiley, new york, 1st. ed. 1986, 3rd. ed. 1996 [5] k. l. willimson, microscale organic experiment, henth, 1987; macroscale and microscale organic experiment, henth, 1989 [6] s. w. breuer, microscale practical organic chemistry, lancaster university, 1991 [7] j. skinner, microscale chemistry, the royal society of chemistry, london, 1995 [此贴子已经被作者于2005-11-15 22:29:55编辑过] 查看更多
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简介
职业:岳阳昌德化工实业有限公司 - 化工研发
学校:兰州石化职业技术学院 - 石油化学工程系
地区:广东省
个人简介:管好你的她,若我忍不了,直接两巴掌。查看更多
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