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氫氣鈀碳反應如何才能不著火?

(2023-05-09 18:51:19) 下一個

催化氫化反應是有機合成非常常見的一類反應,如硝基加氫還原為胺腈還原製備胺苄基醚氫化脫保護苄基保護氨基氫化脫保護,雙鍵的還原等等。其應用非常廣泛,但是又非常引起起火事故,因此操作中要詳盡考慮各種危險因素。

氫化反應中常用的幾種金屬催化劑有Pd/C、Pd(OH)2,Raney Ni、Pt/C、PtO2。這類金屬催化劑和空氣摩擦很容易出現火星,如果有有機溶劑存在很可能會起火。為了避免起火,可以從以下幾點考慮:一、降低催化劑的活性,常見的操作方法就加水,由於大部分催化氫化反應對水不敏感,實驗室中常用的鈀碳一般都是濕鈀碳(含50%左右水),濕鈀碳操作相對安全,但稱量或加料過程中也可能會起火;二、與氧氣隔絕,有機溶劑燃燒需要氧氣,因此利用惰性氣體置換反應容器後,再加入催化劑,可以有效避免起火;三、避免摩擦,催化劑活性較高,摩擦很容易起火星,進而引起火災,因此在稱量,加料,取樣,抽濾過程中盡量避免催化劑和氣體或稱量紙摩擦的情況發生。

操作步驟:一、加料如果對於加料順序沒有要求,惰性氣體置換反應瓶後,先將催化劑加入到反應瓶中,再加入溶劑和底物。如果必須要先加入反應溶劑和底物,在惰性氣體保護下,將催化劑一勺一勺的加入,切不可在稱量紙上直接滑入,否則很容易摩擦起火。量較小的常壓氫化反應可以用氫氣球投反應,量大的用專門的氫氣袋,接口用玻璃三通就可以。加料完畢,抽真空,通入氫氣,重複三次,夾好反應瓶,並用橡皮筋固定三通和瓶口,防止壓力過大,三通閥彈出。此類氫化反應在反應器下麵最好加一個水浴,因為萬一攪拌子將瓶子打破後,很可能起火。二、取樣,中間取樣過程中,如果用三口瓶投反應,直接用長針頭取樣即可。如果單口瓶投反應,先將三通閥封閉氣球,再緩慢打開,取樣,取樣後,重新換氣。三、結束反應,反應結束後,停止反應也是相似操作,先將三通閥封閉氣球端,切記不可直接直接拿起三通閥!如果不封閉氫氣球,氫氣會從三通閥的下方磨口端中持續放出,如果反應攪拌過程中有催化劑攪拌飛起到接口處,此時的催化劑由於被溶劑洗去了水分,活性極高,上麵氫氣摩擦,下方有空氣,催化劑直接點火,你馬上就收獲了一個爆鳴的火箭。如果你有幸拿到了這個火箭,迅速把它放到通風櫥中,並拉下通風櫥玻璃,然後躲開,因為三通閥被氫氣焰(1430℃)加熱後,會爆裂,炸出的碎玻璃很可能會傷人。四、抽濾,布氏漏鬥的濾紙可以先用粉狀無水硫酸鈉或矽藻土壓住,潤濕,倒反應液過濾,若產品在矽藻土上的吸附性較強的話建議用無水硫酸鈉。抽濾時一定不能抽幹,催化劑快要漏出液麵時,要及時補加相應的溶劑或拔除橡皮管解除真空,以免催化劑和空氣摩擦起火。抽濾過程也是非常容易起火的步驟,主要原因是抽幹,保持不抽幹可以有效避免起火。即使起火也不要慌張,用滅火毯蓋上就可以了,不要慌不擇路,拿起手邊的溶劑瓶滅火。

 

其他注意事項:

1、使用過的廢棄的Raney Ni、Pt、Pd/C、Pd(OH)2等易燃催化劑要分別放入實驗室中專門的催化劑回收瓶中,沾有催化劑的濾紙,擦紙絕對不能扔進垃圾桶,要先用水浸泡再倒入專門的回收桶中,沾有催化劑的橡皮管瓶子都要用水衝洗幹淨後再使用。

2、對於高壓氫化反應要充分冷卻,泄壓,並用惰性氣體置換後,才能打開反應釜,操作人員要做好防護,高壓反應釜的壓力最高不要超過10MPa,以免泄壓閥彈開導致反應液噴出,著火。

3、氫化反應的投料過程,反應進行過程和後處理過程中,都要把滅火毯或黃沙等滅火裝備放在隨手可以拿到的地方,把危險消滅在萌芽階段。

來自有機合成

 
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