雙排管的使用

史蘭克線的使用（SchlenkLine）對于空氣和水高度敏感的化合物如正丁基鋰的制備和處理，通常用Schlenk技術(shù)。無水無氧操作線也稱史蘭克線（SchlenkLine），是一套惰性氣體的凈化及操作系統(tǒng)。通過這套系統(tǒng)，可以將無水無氧惰性氣體導入反應系統(tǒng)，從而使反應在無水無氧氣氛中順利進行。無水無氧操作線主要由除氧柱、干燥柱、Na－K合金管、截油管、雙排管、真空計等部分組成。惰性氣體在一定壓力下由鼓泡器導入安全管經(jīng)干燥柱初步除水，再除氧，再除去因除氧而產(chǎn)生的微量水分，繼而通過Na-K合金管以除去殘余的水和氧。如果該體系也不能引入氮氣的話再將氣體通入鋰屑或灼熱的鎂屑，最后經(jīng)過截油管進入雙排管。在干燥柱中，常填充脫水能力強并可再生的干燥劑，如5A分子篩；在除氧柱中則選用除氧效果好并能再生的除氧劑，如銀分子篩。經(jīng)過這樣的脫水除氧系統(tǒng)處理后的惰性氣體，就可以導入到反應系統(tǒng)或其他操作系統(tǒng)。事前準備：要對干燥柱和除氧柱進行活化。若選用5A分子篩作干燥劑，則在長為60cm、內(nèi)徑為3cm的玻璃柱中，裝入5A分子篩。從柱的上端插入量程為400℃的溫度計，柱外繞上500W電熱絲，其外再罩上長為60cm、內(nèi)徑為6cm的玻璃套管。柱的下端連三通，分別與真空泵及惰性氣體相接。在1.33kPa（10mmHg）、320～350℃的條件下對分子篩柱活化10h。然后旋轉(zhuǎn)三通，導入惰性氣體，停止加熱，自然冷卻至室溫，關(guān)上旋塞，并接入系統(tǒng)。若選用銀分子篩來除氧，則在長為60cm、內(nèi)徑為3cm的玻璃柱內(nèi)，裝入銀分子篩，柱的上端插入量程為400℃的溫度計，柱外繞上300W的電熱絲，其外再罩上長為60cm、內(nèi)徑為6cm的外管。活化時，從柱下端側(cè)管通入氫氣，尾氣從柱上端側(cè)管通至室外。加熱至90～110℃，活化10h左右，活化過程中生成的少量水可以通過柱下端的導管放出。當銀分子篩變黑后，停止加熱，繼續(xù)通氫氣，自然冷卻至室溫，關(guān)上各旋塞，并接入系統(tǒng)。Na－K合金管上端長為50cm、內(nèi)徑為2cm，下端長為15cm、內(nèi)徑為5cm。上端側(cè)管連三通，并分別與真空泵和惰性氣體相接。先抽真空并用電吹風或煤氣燈烘烤后，自然冷卻至室溫，再充惰性氣體，抽換氣三次。在充惰性氣體條件下，從上口加入切碎的鈉（15g）和鉀（45g），并用適量的石蠟油加以覆蓋。然后加熱下端，使鈉、鉀熔融，冷卻后即成鈉-鉀合金。插入已抽換氣的內(nèi)管，關(guān)上旋塞，并接入系統(tǒng)。將上述柱子處理后串聯(lián)起來就可以進行除水除氧操作。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。在該儀器的支口處要接上液封管以便放空。同時保持儀器內(nèi)惰性氣體為正壓，使空氣不能入內(nèi)。關(guān)閉支口處的液封管，旋轉(zhuǎn)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(nèi)的空氣及內(nèi)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(zhuǎn)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。注意事項：（1）如果含氧要求在2ml/m3的范圍，在史蘭克操作線上可以不用鈉-鉀合金管。（2）用5A分子篩來干燥惰性氣體（如氬氣），容量大，易再生，水平衡蒸氣壓小于0.13Pa。（3）用銀分子篩除氧容易，容量較大，可再生。一般經(jīng)銀分子篩除氧處理后的惰性氣體，其含氧量可降至2ml/m3以下。（4）無水無氧操作線中所用膠管宜采用厚壁橡皮管，以防抽換氣時有空氣滲入。（5）如果在反應過程中要添加藥品或調(diào)換儀器，需要開啟反應瓶時，都應在較大的惰性氣流中進行操作。（6）反應系統(tǒng)若需攪拌，應使用磁力攪拌。若使用機械攪拌器，應加大惰性氣體氣流量。（7）若要對乙醚、四氫呋喃等用鈉精制的溶劑作嚴格無水無氧處理時，同一雙排管上不可再連接含有鹵代烴的反應體系，因為可發(fā)生伍茲反應，劇烈放熱，易爆?。?）用完后要將真空管用樣品管塞上，保持真空橡皮管內(nèi)無水。（9）無水無氧操作線中，鼓泡器內(nèi)裝有石蠟油和汞。通過鼓泡器，一方面可以方便地觀察體系內(nèi)惰性氣體氣流的情況；另一方面也可以在體系內(nèi)部壓力或溫度稍微變化產(chǎn)生負壓時，使內(nèi)部與外部隔絕，防止空氣進入。水銀安全管的作用主要是為了防止反應系統(tǒng)內(nèi)部壓力太大而導致將瓶塞沖開。它既可以保持系統(tǒng)一定的壓力，又可以在系統(tǒng)壓力過大時，讓惰性氣體從中放空。截油瓶起著捕集鼓泡器中帶出的石蠟油的作用。截油管內(nèi)裝有活化的分子篩，以吸收惰性氣體流速過快時從鈉-鉀合金管中帶出的少量石蠟油，以免進入反應器。（10）在常量反應中，如果對于無水無氧條件要求不是很高，只要采用一根除氧柱和兩根干燥柱就可以了。(11)抽真空換氮氣時，要看雙排管上是否連有其它通氮氣的反應體系，如有則需暫時關(guān)閉，待真空體系換好氮氣后再將關(guān)閉的反應體系的氮氣開通。(12)弄清楚雙斜三通活塞（對體系進行抽真空和充惰性氣體兩種操作互不影響）的方向?qū)臍饬髯呦?。如果活塞上沒有用來標志氣流走向，有必要在活塞上貼上有箭頭表示的膠帶(13)在連接油泵的真空管與雙排管間一般要接