本期，為大家介紹無水無氧操作方法中最常用的Schlenk技術。

Schlenk line，中文一般叫做“希萊克技術”。Schlenk對真空度要求不太高（因為可多次置換），更安全、更有效。其操作量從幾克到幾百克，一般的化學反應（回流、攪拌、滴加液體及固體投料等）和分離純化（蒸餾、過濾重結晶、升華和提取等）以及樣品的儲藏、轉移都可用此操作。

Schlenk line的照片

Schlenk line的組成

主要裝置包括：鼓泡器、水銀安全管、干燥柱、除氧柱（銀分子篩）、Na－K合金管、截油管、雙排管、真空計。保護氣體可以是普通N2，或是稍貴的高純N2或Ar氣。讓保護氣體通過一裝有濃H2SO4的洗氣瓶或裝有合適干燥劑的干燥塔后使用效果會更好。

該裝置的主干是Schlenk line玻璃管（雙排管），一根用于提供真空條件，另一根提供惰性條件。裝有閥門以控制惰性氣體和真空之間的轉換。一條Schlenkline通常有4-6個閥門接口以讓多個反應同時進行。在其下邊連接的是反應燒瓶等。Schlenk line玻璃管連接到pre-trap以及main-trap玻璃裝置。pre-trap以及main-trap放置在氮氣瓶內，用于冷凝揮發(fā)性溶劑的。

 雙排管基本結構圖

常用的Schlenk反應器

在空氣敏感化學實驗中使用的玻璃器皿一般多出一個帶有閥門的側支管，以便接入Schlenk line。下圖是適用于Schlenk line的反應瓶/管。攪拌宜選用電磁攪拌，以便更好地密封。盡量少用橡皮管，必須用的話以管壁厚者為佳。所有儀器使用前需認真干燥好，并且用標準口的翻口膠塞塞住（如無標準口的這種膠塞也可用類似葡萄糖注射液的瓶塞代替），然后抽真空充N2。如此反復三次，即可視系統(tǒng)為無水無氧狀態(tài)。將反應物加入反應瓶或調換儀器時，都應在連續(xù)通惰氣情況下進行。固體也可在抽真空前加入，但液體尤其是低沸點液體必須在抽真空，充N2氣后用注射器經膠塞隔膜加入，以防液體被抽入真空系統(tǒng)。反應過程中，反應瓶內必須有少量惰氣通入，氣體出口液封，防止外界空氣進入。

適用于Schlenk line的反應瓶/管

空氣敏感反應的典型實驗裝置 

圖6  A）基本的室溫下的實驗裝置（帶攪拌子）B）A基礎裝置加加料漏斗C）帶加熱和攪拌的裝置 D）在C基礎上添加加料漏斗

Schlenk詳細操作步驟

（一）準備工作

1. 雙排管及其他玻璃儀器的清洗

 (1 )像雙排管這種有活塞的儀器，取下活塞時要標上相應的號，不要 搞混，否則再裝好時可能會漏氣。在洗滌前一定要用蘸有溶劑的棉花球將 活塞內的潤滑脂輕輕擦洗干凈。

 (2)用稀酸、稀堿洗滌，甚至用鉻酸洗液浸泡，再用去離子水沖洗到器 壁不掛水珠為止。洗核磁管的小刷子可以用來洗細管處。

 (3)洗滌過的儀器先晾干，再到干燥箱中烘烤。干燥箱的溫度為125℃ 時，需干燥過夜；140℃時至少干燥4小時。

 (4)干燥時，磨口接頭或活塞要互相脫離，分開放置，防止“粘結”到 一起。

 (5)從干燥箱中取出的儀器在惰性氣流下趁熱組裝，所有的接頭要涂潤 滑脂，在惰性氣流下冷卻待用，或把儀器從干燥箱中取出趁熱放到干燥器 20 中冷卻存放，干燥器中最好通惰性氣體保護。

2. 橡皮材質的處理 

橡皮管、塑料管、橡皮塞、橡皮隔膜等表面很粗糙，吸附著大量 的氧和水等雜質，也容易粘上油污。由于這些物品的用途不同，和溶 劑、針頭等接觸的方式不同，可用不同方法處理。 用蘸有惰性溶劑的脫脂棉花球擦洗表面；用純化過的溶劑沖洗管 子的內壁；用可能接觸的惰性溶劑浸泡橡皮物品，但要掌握好浸泡時 間。 處理過的橡皮物品放在通風柜中晾干，再放到真空干燥箱內長時 間抽空干燥，干燥后轉移到干燥器內保存。

3. 溶劑處理 

金屬有機反應常用的溶劑如四氫呋喃、甲苯、環(huán)己烷 和乙醚等先經碳酸鉀、硫酸鈉、氫氧化鈉、分子篩、 金屬鈉等預處理，再用鈉-二苯甲酮處理。 鈉-二苯甲酮的比例約1:4 ，蒸餾瓶中液體變成藍色，不能蒸干??！ 四氫呋喃、乙醚等還要檢驗有無過氧化物。

（二）Schlenk line的啟動

1. 檢查所有的閥門是否已涂脂潤滑。如果一個閥門感覺干燥或難以打開，拆下來給它涂上一小層合適的高真空油脂（小心油脂將孔阻塞），再裝回原處。多擰幾次讓油脂均勻分布，此時在接口處表面間應有一圈清晰的、連續(xù)的薄膜。

2. 打開閥門A，關閉閥門B-E和G。

3.  開始供氣。如果你用的是壓縮氣瓶，先檢查氣瓶內是否有足夠的N2或Ar，使用規(guī)范的氣瓶安全操作步驟。

4. 調整供氣，使排氣鼓泡器顯示流速為約一個氣泡每秒。如果沒有氣體流過鼓泡器，關閉氣源，打開閥門G或B-E中一個給歧管排氣，再重復步驟1-4。

5. 吹掃氣體管路20分鐘以上。流量大時可減少吹掃時間，但氣體流量不宜過大，避免將鼓泡器里的油吹出來。管路清理完畢后不要忘了關閉。

6.  當惰性氣體歧管吹掃完，檢查冷阱。冷阱應該是空的、潔凈和干燥的，接口處應適當地涂上了脂以潤滑。如果不是，將冷阱中廢劑排空到合適容器中，并用丙酮或其它相應的清洗溶劑沖洗?；◣追昼妼⑺栏苫蛘哂肗2或空氣吹干，再在接頭頂端涂上合適的高真空油脂。重新安裝冷阱，旋轉接頭一兩次讓油脂均勻分布，并保證高氣密性，在接口處表面間應有一圈清晰的、連續(xù)的薄膜。挪動冷阱至合適位置——不要指望用真空管控制冷阱到位。

7. 將一個空杜瓦瓶置于冷阱下方，使瓶口位于冷阱的接口底部以下1-2厘米（圖7）。

8. 打開閥門F，關閉閥門G（圖6）。

9. 打開真空泵，讓它預熱3-5分鐘。

10.   給杜瓦瓶充入液氮。

11.   用毛巾或是一塊布或者合適形狀的聚苯乙烯塊蓋在上面。

12.   現在你可以準備開始工作了。

（三） 雙排管操作步驟

(1)實驗所需的儀器、藥品、溶劑必須根據實驗的要求事先進行無水無氧處理。

(2將要求除水除氧的儀器通過帶旋塞的導管，與無水無氧操作線上的雙排管相連以便抽換氣。旋轉雙排管的雙斜旋塞使體系與真空管相連。抽真空，用電吹風 或煤氣燈烘烤待處理系統(tǒng)各部分，以除去系統(tǒng)內的空氣及內 壁附著的潮氣。烘烤完畢，待儀器冷卻后，打開惰性氣體閥， 旋轉雙排管上雙斜三通，使待處理系統(tǒng)與惰性氣體管路相通。 像這樣重復處理3次，即抽換氣完畢。 在換氣過程中注意及時關、開液封管支口處的活塞。

(3)加料：固體藥品可以在抽真空前或后加，但一 定要在惰性氣體保護下進行；液體試劑一般在對反 應容器真空-惰性氣體置換至少重復三次以上后，用 注射器或雙針頭加入。 

(4)反應控制：根據反應要求，選擇合適的反應溫 度，攪拌最好采用磁力攪拌。反應進程可通過不同 時間采樣，用TLC、GC等手段進行分析。 

TLC采樣方法

(5)在反應過程中，注意觀察記泡器，保持雙排管 內始終要有一定的正壓，直到反應結束。

(6)實驗完成后應及時關閉惰性氣體鋼瓶的閥門， 清洗雙排管，填寫雙排管的使用情況是否正常，維護好實驗儀器。