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化學的安全重於一切

(2023-03-24 16:17:22) 下一個

做化學的安全重於一切,安全的標準操作萬分重要!下麵的內容比較雜亂,都來自網絡,但都很重要,隨便看看吧,說不定能救命。

在酸性或堿性條件下做的反應,如果可能的話,產品後處理的時候,盡量中和一下。否則,產品放久之後可能會分解。我們這兒用完重氮甲烷後,總會加點酸去破壞剩餘的重氮甲烷。有位哥們膽子大直接用濃鹽酸(應該用稀的鹽酸或醋酸),結果和殘餘的堿劇烈放熱,重氮甲烷的乙醚溶液呀~~~~就這樣把他征服爆炸了還有一位老師就是分液漏鬥的塞子上沒塗真空脂,一摩擦就把乙醚給燒起來了好恐怖呀。 

      大家用重氮甲烷時一定要千萬注意,第一次最好有個有經驗的人在旁指導,不要自己隨便做,量也不要太大,亞硝基甲基脲最多25克別貪多,要是需要量大就分幾批去做。夏天用乙醚的時候一定要注意。我今年8月用乙醚萃取,隻在分液漏鬥裏輕搖了一下,正要準備放氣,炸了,還好沒傷到我。我的產品阿!!!有一次我做分液萃取,先是用50ml HCl洗滌有機相(含產品),然後再用50ml 5% NaHCO3洗滌產品,結果振搖的時候,塞子被衝開了,產品全部噴出來了。原因是沒有放氣。大家洗滌產品的時候一定要小心,如果洗滌會生成氣體的話,一定要注意放氣。

就在本周,我們所一天內連續發生兩起重大安全事故。某博士生在使用過氧乙酸的時候,沒有帶防護眼鏡,結果過氧乙酸濺到眼睛,致使雙眼受傷,腫得到現在還不能睜開,還不知道以後會怎樣。另一個博士生在使用三乙基鋁的時候,不小心弄到了手上,由於沒有帶防護手套,出事後也沒有立刻用大量清水衝洗,結果左手皮膚嚴重,需要植皮。 

兩起事故都有一個共同點:麻痹大意,不按照安全規則操作。如果帶了防護眼鏡,手套的話,後果就不會這麽嚴重。而且資料顯示,越是博士生,做實驗越不謹慎。總抱著僥幸心理,認為不會出事,結果河裏麵淹死的就是那些會遊泳的。 

 在有機所的五年,耳聞目睹了很多安全事故,深感多一份細心,多一份保障。現將我所知道的實驗室裏麵的潛在危險總結如下:歡迎大家就自己知道的進行補充。

一、有關溶劑處理

對於低沸點的溶劑,如乙醚,正戊烷等一定要先用幹燥劑預先幹燥,然後再加入鈉絲進行回流,並且加熱不能過快過高。因為,一旦溶劑裏麵的含水量過大,那麽生成氫氣很劇烈的話,溶劑極易衝出體係,然後遇見明火或正在加熱的電阻絲,發生爆炸。這一點在有機所是有先例的,當時的慘狀是,爆炸的衝擊波從三樓衝到頂樓,把通風裝置炸的粉碎。包括對麵實驗室的整扇窗都被推倒。 

 對於醚類溶劑,如果生產時間較長,或者久置不用的話,一定不要震動,同時要加入還原劑,除掉生成的過氧化合物。也是一個博士生,在處理久置不用的處理THF的裝置的時候,剛一拔磨口活塞,就發生爆炸,滿臉血肉模糊。

 用鈉處理的溶劑和鹵代烷溶劑處理裝置不能公用一個與大氣相連的裝置。有些同學為省事或節約空間,把所有溶劑處理裝置中保證與大氣相通的裝置相連,這樣做的危險是很可能如果鹵代烷,特別是二氯甲烷,加熱的時候溫度較高,無法冷凝下來,這樣,有可能密度較大的鹵代烷就會順著相同的管道,進入用鈉絲幹燥的溶劑的體係。一旦出現這樣的事情,肯定是爆炸。大家知道,鹵代烷在金屬鈉的作用下的偶聯反應非常劇烈。 

廢溶劑的處理,絕對不要發生酸性液體和堿性液體,氧化性液體和還原性液體的混裝,這樣非常危險。在有機所,廢液桶爆炸不是一次兩次。對於SOCl2, PCl5, PCl3絕對不能未經處理就放入廢液桶,後果也很危險。

不可否認,不同的實驗對試劑、溶劑的純度等各方麵的要求不同。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。在我所知道的範圍(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的高立體選擇性的氮雜環丙烷的反應中,使用的是未處理的國產分析純CH3CN溶劑。文章在Angew. Chem. Int. Ed上發表後,引起了一位法國科學家的注意,但是他在重複該試驗的過程中,發現直接使用商業化的分析純CH3CN溶劑不能重複反應結果,隻有在反應體係添加一定量的水後才能重複試驗結果,於是專門撰文指正。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;第二個例子是:袁宇博士在雜DA反應中,發現試驗結果不能重複,而且所用的苯甲醛越純,反應結果越差。從而想到了最初使用的苯甲醛可能有部分被氧化成苯甲酸,進而發現使用酸為添加劑可以大大改善反應的結果(文章發表在Chem. Eur. J)。 

但是,這並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(或者失敗)的原因進行總結。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複性?我們又如何根據實驗結果來分析,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,對於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求是否滿足等等,那麽一旦實驗失敗了,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複,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 LaboratoryChemicals》,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行的。因為這本書是不斷綜合文獻中的最新處理方法,和對各種方法的不足之處的最新發現而修訂的。 

 在我的第一篇文章(J. Am. Chem. Soc)發表半年後,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,卻非常失望發現我們的文章都已經發表了。我為什麽感謝那位師姐?因為我接受她的忠告後,各種溶劑嚴格處理,所以隻花了兩個星期就合成了該配體。而事實上,在我文章發表後,還有國內同行不能重複合成該配體,我們課題組的其他同學一開始的時候也不能重複合成,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,都會發現有些文獻的結果是很難重複的,仔細研究他們的實驗方法,你會發現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,其中之一就在於根據自己的知識,去判斷文獻的正確與否,而不是盲從。

二、實驗操作方麵的潛在危險

1、對於加熱、生成氣體的反應,一定要小心不要成了封閉體係。 

2、應該小心滴加、冷卻的反應,一定要嚴格遵守,不要圖省事。 

3、反應前,一定要檢查儀器有無裂痕。對於反應體係氣壓變化大的反應,大家一般都會注意。但是,有些問題就是在你想不到的時候出現。我在一次萃取的時候,量在2升左右,發現分液漏鬥有一個裂痕,以為沒有問題。結果,在手中剛一搖晃時,就炸開了。20%的KOH溶液噴了我一臉,更可怕的是,溶液順著桌麵進入插座,引起電源短路,然後引發火災。

4、對於容易爆炸的反應物,如過氧化合物,疊氮化合物,重氮化合物,無水高人鹽,在使用的時候一定要小心,加熱小心,量取小心,處理小心。不要因為震動引起爆炸。舉三個例子如下: 

某副教授在有機所進修時,加壓蒸餾一容易分解的化合物,由於加熱沒有控製好,發生爆炸,場麵極其血腥,胸口的洞縫了五十多針! 

 某研究生,在做關於過氧化合物的實驗時,用旋轉蒸發儀濃縮含有過氧化合物的溶液,完畢,不是小心地把空氣放入,而是一下子就通氣,結果由於空氣的撞擊引發爆炸,甲級甲等殘廢。我們今天看到的現場的照片是:一截手指頭血淋淋地沾在玻璃上。(這也是加壓蒸餾通氣時為什麽要慢慢來的原因) 

 某工作人員,在做疊氮化合物的實驗室,反應都處理好了,他覺得反應容器要處理一下,結果在打開瓶塞的時候,一用力,爆炸。 

最後是一句忠告,不清楚的實驗,不了解化合物性質的實驗,精神狀態不好時,一定要當心。

三、對於新人的建議

首先,你從現在起,有時間就泡在實驗室,觀察你的師兄們是如何操作的,每一個細節都不要放過。仔細想一想,為什麽要這樣操作,不懂就問,直到你弄清楚了為什麽要這樣操作。你也可以想清楚原因後,再去和其他師兄交換意見,看看別人的想法。當然,剛進實驗室,你肯定要當當下手,多跑跑腿,這樣才能和師兄們套近乎,他們也才願意和你多交流。

 其次,進入實驗室後,失敗是經常的,但是你一定要弄清楚失敗的原因。不要在沒有弄清楚原因的情況下,盲目再進行相同的實驗操作。記住,分析好原因後,再做試驗,做一次試驗,就要排除一個可能的因素。不要因為怕導師說你反應開得少,就開一大堆試驗。這樣的結果是讓你陷於大量的體力勞動,沒有時間思考,總結提高。 

 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。反複調研文獻,看一看,要得到目標產物,有哪些方法,每種方法的優點和缺點是什麽,經過反複比較,選擇最方便的開始。這不但是提高工作效率的捷徑,而且是在培養你的判斷能力,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係列資料,一個學期下來,你將有多大的收獲?這種方法累,但是絕對有效。我相信,隻要堅持,畢業的時候,你會脫胎換骨。 
 對於你所采用方法的文獻,實驗步驟的每一個細節,要問問什麽這麽做?如果不這樣做,後果是什麽?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?他們做了什麽改動?為什麽要這樣改動?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了,這些問題都沒有解決,吾未見其明也。 

四、廣大做合成網友的故事

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,由於粗品中有一定的NaBr沒有能夠完全除去,所以在蒸餾的過程中可能是由於NaBr的升華,造成了在進行了一段時間後真空度急劇下降,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。最重要的一點是: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。尤其最近關於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,醫學名叫pp粉。由此一個PPMM托男朋友從化學係弄了一點回去洗……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。引以為戒啊!!!

 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!

 另實驗中反應燒瓶裏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後物料體積增大的有點厲害,全部溢了出來,我的油浴鍋廢了.....

 除掉反應後剩餘的鈉需要將鈉用無水乙醇處理,以免發生爆炸.

 還有一個實驗教訓,DMF不要用Na進行去水幹燥。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”,估計兩者發生了反應!
 用硫酸鎂幹燥聚乙二醇,結果會是一鍋粥!!

 不知道大家的攪拌套管安裝膠皮的時候有沒有出現過失誤,我親眼看見一個同事由於用力過猛被玻璃套管把手紮破,最狠的是一個同事在給冷凝管接皮管時居然把手腕的筋都紮斷了,決不是危言聳聽,這都時血淋淋的現實!

 不知道各位是否經常用高壓釜反應,個人覺得這家夥的危險係數比較大,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,就放鬆了警惕,結果有一次壓力突變到120kg,還好沒爆炸,不然我就完了。

 高壓沒感覺有什麽危險,我們單位的高壓釜120kg的是個500l的,沒什麽問題,說到突變的情況,什麽事情都有可能,搞化工8年,大火爆炸目睹的不少於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,差點短掉神經。

 烘滴液漏鬥、分液漏鬥的時候,最好取下活塞之後烘,否則,由於膨脹係數不一樣,活塞會把漏鬥脹破。我就烘壞了好幾個恒壓漏鬥,結果浪費了老板很多money.一個1000ml恒壓漏鬥要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,也沒什麽問題,可是不知道那天怎麽了,隻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嗬嗬千萬要小心, 還有最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裏,我對麵那組的實驗室具我老師將已經發生過兩次火了,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,我從緩衝液—試劑一路找來,最後竟發現隻是天氣變冷了而已。 一定要牢記溫度的概念,每一步反應的溫度都要準確記錄,不要記錄籠統性的室溫,甚至後處理的溫度都要記錄。許多技術交到工廠之後,重複不出來,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。後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,偶就隻有下課了。

 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,嚴格的操作規程,問責製度。

 我見過有人在做無水乙醇與金屬鈉反應的實驗之後,把殘餘物隨手倒到水槽中,結果沒有反應完全的金屬鈉正好碰到水槽中殘餘的酸,發生爆炸性的反應,一個火球飛出來,幸好沒有傷到人!!!

 用CaCl2幹燥管之前,務必檢查一下幹燥管是否是通的。 我就是因為沒有檢查,好幾次回流,溫度上去後,幹燥管被上升的熱空氣頂飛,炸裂。

 我一個師弟出力高氯酸銀的時候,瓶口殘留的一點,塞子一磨就爆炸了,還好瓶子裏麵幾克的東西沒炸,不然他就飛了。

 大家使用三氯化鋁的時候一定要小心,遇水會強烈反應,甚至爆炸!
 做NaH的時候,攪拌不小心,瓶子破了,台麵上又有水,一下子就爆炸了,真的是很危險。

 用雙氧水、間氯過氧苯甲酸等氧化劑的時候,後處理一定要加還原劑處理徹底,然後是非常容易爆炸的。

 一次做實驗時不小心沾到苯酚,燒掉一層皮,教訓啊!當時還用稀NaOH洗來著。

 說起來很慚愧,我也經曆一個差點出事的實驗.我有一次借用別人的懸掛式酒精噴燈時,由於用的時間較長,輸酒精的塑料管(應該是橡膠管的)與噴燈的接口處著火,好在酒精不多了,一邊在管的一端夾死(不讓酒精流出),一邊用一塊大的濕抹布按滅著火處.盡管事故被及時排除,我仍然被嚇出一身冷汗。

 做高壓反應實驗的時候,一定不能夠帶壓操作!在動閥門和螺釘時一定檢查放空管是否開啟,不然,可能會飛起來的,十分危險!

 大家做實驗一定要仔細,不可麻痹,有次我做減壓蒸餾,沒把冷凝係統固定牢,結果哦,溶劑從瓶口噴了出來,嗚嗚,產品也被噴出去了!

 做過貯氫試驗的LaNi5粉末不要直接倒到垃圾桶,因為顆粒極細容易氧化燃燒,我們試驗室我就見過幾回,還好有人在,不然後果不堪設想,最好用濕紙包住。

 格式反應需無水四氫呋喃,用金屬鈉去水。蒸出來後把燒瓶放置了幾天,誤以為鈉已經全反應,就沒加醇直接加水進去,開始也沒什麽異常,過一會,開始冒煙......爆了!幸好隻小傷。心有餘悸啊!

 過氧化鈉與水反應,用帶火星木條檢驗。由於平時個人的化學實驗素養不怎麽樣。都是貪多!我取了三藥匙的過氧化鈉,但是隻加入幾滴的水,用帶火星木條檢驗,成功。後來好奇新心起作用,我把帶火星木條伸到試管底部,結果——爆炸!幸好我取試管的時候取的是硬質大試管。否則小命都沒了!原因是:試管底部還有大量的過氧化鈉和少量的氧氣。把帶火星木條伸到試管底部,首先生成二氧化碳,而二氧化碳又與過氧化鈉反應生成氧氣,帶火星木條再與氧氣反應生成二氧化碳……這樣一下子產生大量氣體就爆炸。
 所以我們在做實驗的時候,一定要嚴格按照用量去做。本來是非常簡單的中學實驗,但是由於用量問題,幾乎要了一個大學生的命!

 我來說說把,反應液用酸洗以後,如用NaHCO3中和,應先用水洗,不然分液時產生大量的氣體。

 在處理幹燥劑時一定要小心,不要忙目的通過外觀下結論,一定要弄清楚具體是什麽,有一次我處理時看見是失效的氧化鈣,結果裏麵有鈉,乖乖,差點把小命給賠了。小心,小心,尤其是別人留下的。

丙烯酸也挺危險,上次一個師妹用磨口瓶裝了半瓶,放在了陽光比較強的地方,爆了,差點毀容。

 緩慢升溫時切記不要離人,不知毀了我多少實驗!分液漏鬥分離熱液旋塞很容易卡死,上個月我捏碎一隻,隻得在手上貼上多處創口貼,再奮鬥三天!

 加壓過柱時,要注意防止因壓力過大淋洗劑衝出來。尤其是添加淋洗劑時。

 加氫還原是,鈀炭或雷尼鎳一定要當心,不要放在空氣中,我有一次做辛弗林合成時,鈀碳用乙醇保護時有部分鈀碳露在空氣中造成燃燒,爆炸。多虧當時救的及時,否則一噸多的乙醇就在旁邊釜中,後果將不堪設想。各位一定要小心

 減壓蒸餾結束後,最好冷卻後去真空。 有個廠就是因為沒冷卻發生暴炸,我也有次著火。

 硝化處理食品樣品也要注意,一般用硫酸、硝酸、高氯酸混合酸法消化,消化時一定不要求快,不然處理大量的澱粉類樣品時會發生爆炸。

 以無水三氯化鋁作催化劑進行付-克反應,使用回流水吸收放出的氯化氫.一次,反應完成後進行冷卻,溫度從80度降到40度,由於沒有及時排空,水倒流到物料中,結果物料都衝到天花板上了,好嚇人!想起來就害怕.各位要注意產生負壓的情況。

 今天我見到了氨基鈉,手冊上說是綠的,可見到的是白的(表麵吸潮變成了氫氧化鈉,又跟二氧化碳反應生成了碳酸鈉),硬得跟石頭一樣,我用鐵架台砸了半天才砸碎。由於表麵積變大,又跟空氣裏的水分反應,燙死我了。一開始我沒帶手套,手上沾了不少,不過馬上撥下去,沒什麽事。即使如此也夠嚇人的,那可是強堿!!!!

 三氯化鋁(無水)後處理的時候,遇水生成的氣體是HCl,大家要注意啊,我那一次急著回去,加水加急了,好在在通風櫥裏,噴的防護玻璃上全是粘呼呼的。

來源:有機合成

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