合成中的封管反应

适用反应类型

(1)反应温度比所用溶剂和反应原料沸点稍低或稍高，在反应中不产生大量气体的反应。

(2)反应物中有气体的溶液，反应需要加热才能进行。

反应器

Aldrich的Ace pressure tube与ChemGlass公司的封管，设计最高压力可以承受150 psi(≈10 atm)。

常用的反应压力和温度

不同的溶剂对应不同的温度，关于溶剂的蒸汽压和温度的关系可以参考《溶剂手册》第三版，化学工业出版社出版。

几种常用溶剂的高于沸点的蒸汽压：

甲醇在140℃时， 蒸汽压为1077.08 kPa，常压沸点64.5℃;乙醇在150℃时，蒸汽压为 982.85 kPa，常压沸点78℃;

甲苯在136℃时，蒸汽压为 200 kPa，常压沸点 110℃;

苯在103.92℃时， 蒸汽压为 199.98 kPa，常压沸点80℃。

溶剂手册上的数据不太全，很多有机溶剂高于沸点的蒸汽压都查不到，比较一些可以查到的数据，我们也可以判断自己所用的条件是否在安全范围之内。苯类和卤代烃类化合物对密封圈的溶胀比较严重，不建议使用太高的温度。由于我们使用的封管类型不一，建议内压不要超过6atm，这时甲醇在120℃左右，乙醇在130℃左右。

在使用气体的溶液进行封管反应时，由于在高温下气体挥发严重，应当考虑到在该温度下除去溶剂超过沸点产生压力外，还有气体高温下挥发产生的压力。如果使用氨的甲醇溶液进行氨解时，由于在高温下氨挥发严重，当温度为120℃时，压力可能超过10atm。

微波反应器在加热的同时可以测定反应的内部压力，建议对没有把握的反应先用微波反应器在目标温度反应10分钟，了解压力可能达到多少。在反应时一定要控制油浴温度，防止反应过热。划痕和撞击将影响封管的耐压能力，在使用和清洗封管时要小心。

正常使用时可能发生的问题

密封圈损坏：密封圈是整个反应器上最容易损坏的部件，如有损坏要及时更换。公司曾经发生的事故：曾经在用氨的乙醇溶液120℃氨解反应时，Ace pressure tube的密封圈损坏，反应液冲出。

四氟乙烯盖子把玻璃顶破：公司曾经发生的事故：使用国产的封管，把当时的气温很低，在加热以前把盖子旋得过紧，加热到120℃以后，由于四氟乙烯膨胀得比玻璃快，把封管口上的玻璃胀破，反应液冲出。建议以后不可以使用国产的封管，因其质量未经过权威部门检测。

封管爆炸：公司曾经发生的事故：国产封管，反应正在进行中封管爆炸。经计算实验中可以产生3倍的气体。100℃下，2倍量CH3OH，1倍量CO2。进口封管在公司内也有爆炸先例，所以不要有侥幸心理，要保证安全的前提下进行实验。

封管使用时注意事项

密封圈损坏：密封圈是整个反应器上最容易损坏的

1.1 进口封管质量较好，新封管最高可以承受10atm，但使用过多次后，最高承受的压力会下降;而国产封管未经过严格测试，尽可能不再使用，或者在有气体的溶液参与反应，温度不超过溶剂沸点，并且在确保压力不超过2atm时，才可采用;

1.2 在使用气体的溶液进行封管反应时，由于在高温下气体挥发严重，估算压力时除去考虑到在该温度下溶剂超过沸点产生压力外，还有该溶液中气体高温下挥发产生的压力。如果使用氨的甲醇溶液进行氨解时，由于在高温下氨挥发严重，当温度达到120℃时，压力可能已经远远超过10atm;

1.3 必须实现估算到反应可能产生的气体，包括主反应、副反应等可能产生的气体的压力要考虑进去;

1.4 对于反应温度超过溶剂沸点20℃以上的反应，推荐使用高压反应釜;

1.5 对于没有把握的反应，推荐先使用微波反应器进行小试，反应速度快，而且相对安全;

1.6 封管属于压力仪器，严禁碰撞、划痕等可能导致内伤的操作;

1.7 封管的密封圈有两种，一般的褐色的Viton密封圈，耐油和酸;若反应中用到强碱时请使用白色的全氟密封圈;

1.8 盖上塞子时请不要旋转得太紧或太松，绝不可紧到不能再紧的程度，这样反而容易泄漏产生危险甚至封管顶破，松紧适宜即可;

1.9 体系中试剂和溶剂体积严格控制在封管容积的1/3以下，推荐在1/5 以下;

1.10 洗涤封管时不要泡在碱缸中，也不要使用超声洗涤，应根据反应情况使用合适的溶剂漂洗干净，可以使用试管刷洗涤，不可使用刮刀;

1.11 封管反应结束时，要将反应降至室温才可打开封管塞子，不能在封管还是高温的状态下打开;

1.12 进行封管反应时必须在正面及可能伤到人的侧面加防护挡板，观察封管反应进行情况时，不要直接观察，要在防护玻璃或挡板后面观察。