药物化学实验教程

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内容简介

**章 药物化学实验须知
　　一、实验须知
　　药物化学和有机化学一样是一门实践性很强的学科，因此，在进入实验室工作之前，希望参加实验者必须阅读本书**章药物化学实验须知。在进行每个实验之前还必须认真预习有关实验课程的内容，明确实验的目的和要求，了解实验的基本原理、内容和方法，写好实验预习报告，知道所用药品和试剂的毒性以及其他理化性质，牢记实验操作中的注意事项。
　　在实验过程中应养成细心观察和及时记录的良好习惯，凡实验所用药品和试剂的质量、体积以及观察到的现象和温度等所有数据，都应立即如实地填写在记录本中。记录本应按顺序编号，不得撕页缺号。实验完成后，应计算产率。然后将记录本和盛有产物、贴好标签的样品瓶交给教师核查。
　　实验台面应该保持清洁和干燥，不是立即要用的仪器，应保存在实验柜内。需要放在台面上待用的仪器，也应放得整齐有序。使用过的仪器应及时洗净。所有废弃的固体、滤纸和有机溶剂等应分类别放入相应的废物缸内，绝不能丢入水槽或下水道，以免堵塞或腐蚀管道。有异臭、刺激或有毒物质的操作必须在通风橱内进行。
　　为了保证实验的顺利进行和培养良好的实验习惯，必须遵守下列实验室规则。
　　1.实验前做好一切准备工作，实验中要穿好实验服，佩戴手套、口罩及护目镜。
　　2.实验中应保持安静和遵守秩序。实验进行时思想要集中，操作要认真，不得擅自离开，要安排好时间，按时结束。实验结束后，记录本须经教师核查。
　　3.遵从教师的指导，注意安全，严格按照操作规程和实验步骤进行实验。发生意外事故时要镇静，及时采取应急措施，并立即报告指导教师。
　　4.保持实验室整洁。实验时做到桌面、地面、水槽、仪器四净。实验完毕后应把实验台整理干净，关闭所用水源、电源。
　　5.爱护公物。公用仪器及药品用后立即归还原处。节约水、电及消耗性药品，严格控制药品用量。
　　6.轮流值日。值日生的职责为整理公用仪器，打扫实验室，清倒废物缸，并协助实验室管理人员检查和关好水源、电源及门窗。
　　二、实验一般注意事项
　　1.实验前须做好预习，了解实验所用药品、试剂及溶剂的性能、危害和注意事项。
　　2.实验开始前应检查仪器是否完整无损，装置是否正确稳妥。蒸馏、回流和加热用仪器，一定要和大气接通或与大气相接处套上一个气球，液体蒸馏、回流时要放置磁力搅拌子搅拌或放置沸石，以防爆沸。
　　3.实验进行时应该经常注意仪器有无漏气、破裂，反应进行是否正常等情况。
　　4.易燃、易挥发物品，不得放在敞口容器中加热。
　　5.实验中所用药品，不得随意散失、遗弃。对反应中产生有害气体的实验，应按规定处理，以免污染环境，影响身体健康。
　　6.实验结束后要及时洗手，严禁在实验室内吸烟、喝水或吃食物。
　　7.要熟悉安全用具如灭火器、砂桶、灭火毯以及急救箱的放置地点和使用方法，并妥善保管。安全用具及急救药品不准移作他用，或挪动存放位置。
　　三、实验室意外及应急处理预案
　　（一）眼睛安全防护
　　在实验室中，眼睛是最容易受到伤害的。飞溅出的腐蚀性化学药品和化学试剂，进入眼睛会引起灼伤和烧伤；在操作过程中，溅出的碎玻璃片或某些固体颗粒，也会使眼睛受到伤害。为了安全起见，在实验中务必佩戴护目镜。
　　倘若有化学药品或酸、碱液溅入眼睛，应立即用大量的清水冲洗眼睛和脸部，并尽快到最近的医院进行治疗。若有固体颗粒或碎玻璃碴进入眼睛内，请切记不要揉眼睛，并急送医院进行诊治。
　　（二）预防火灾
　　有机药物合成实验室中，由于经常使用挥发性的、易燃性的各种有机试剂或溶剂，最容易发生的危险就是火灾。因此在实验中应严格遵守实验室的各项规章制度，预防火灾的发生。
　　在实验室内禁止吸烟。实验室中使用明火时应考虑周围的环境，如周围有人使用易燃、易爆溶剂时，应禁用明火。
　　一旦发生火灾，不要惊慌，须迅速切断电源、熄灭火源，并移开易燃物品，就近寻找灭火的器材，扑灭着火点。如容器中少量溶剂起火，可用石棉网、湿抹布或玻璃盖住容器口，扑灭着火点；其他着火点，采用灭火器或灭火毯进行扑灭，并立即报告有关部门或拨打“119”火警电话报警。
　　在实验中，万一衣服着火了，切勿奔跑，否则火借风势会越烧越烈，可就近找到灭火喷淋器或自来水龙头，用水冲淋使火熄灭。
　　（三）割伤、烫伤和化学试剂灼伤处理
　　1.割伤遇到割伤时，如无特殊要求，应用蒸馏水充分清洗伤口，并取出伤口中碎玻璃或残留固体，用碘伏或酒精消毒后，用无菌的绷带或创可贴进行包扎、保护。大伤口应注意压紧伤口或主血管，进行止血，并急送医疗部门进行处理。
　　2.烫伤因火焰或因触及灼热物体所致的小范围的轻度烫伤、烧伤，可立即用冷水冲洗或将受伤部位浸入冷水或冰水中，直至不再疼痛和灼热，再涂烫伤膏。重度的、大范围的烫伤或烧伤应立即送医疗部门进行救治。
　　3.化学试剂灼伤对于不同的化学试剂灼伤，处理方法不一样。
　　（1）酸：立即用大量清水冲洗，再用3%～5%碳酸氢钠溶液淋洗，最后水洗10～15min。严重者将灼伤部位拭干，包扎好，到医院治疗。
　　（2）碱：立即用大量清水冲洗，再用2%～5%乙酸溶液或1%～2%硼酸溶液淋洗，以中和碱，最后再水洗10～15min。严重者同上处理。
　　（3）有机物：用乙醇擦洗可以除去大部分有机物。然后再用肥皂和温水洗涤即可。如果皮肤被酸等有机物灼伤，将灼伤处浸在水中至少3h，然后请医生处置。
　　四、废弃物的销毁
　　碎玻璃和其他锐角的废物不要丢入废纸篓或类似的盛器中，应该使用专门的废物箱。
　　不要把任何用剩的药品或试剂倒回原试剂瓶中。原因如下：其一会对试剂造成污染，影响其他人的实验；其二由于操作疏忽导致错误引入异物，有时会发生剧烈的化学反应甚至会引起爆炸。
　　危险的废品，如会放出毒气或能够自燃的废品（活性镍、磷、碱金属等），决不能丢弃在废物箱或水槽中。不稳定的化学品和不溶于水或与水不混溶的溶液也禁止倒入下水道。应将它们分类集中后处理。对倒掉后能与水混溶，或能被水分解或腐蚀性液体，必须用大量的水冲洗。
　　金属钾或钠的残渣应分批小量地加到大量的醇中予以分解（操作时须戴护目镜）。
　　五、实验的预习和实验记录
　　在实验前，对所做的实验应充分做好预习工作。预习工作包括反应的原理，可能发生的副反应、反应机制、实验操作的原理和方法，产物提纯的原理和方法，注意事项及实验中可能出现的危险及处置办法，应给出详细的报告。同时还要了解反应中化学试剂的化学计量学用量，对化学试剂和溶剂的理化常数等要记录在案，以便查询。
　　做好实验记录和实验报告是每一个科研人员必备的基本素质。所有观察到的现象、实验时间、原始数据、操作和后处理方法、步骤均应及时、准确、详细地记录在实验记录本上。
　　六、实验报告的格式
　　第二章 药物化学实验基本知识和技能
　　一、药物化学实验基本知识
　　（一）药物化学实验常用仪器
　　药物化学合成实验通常使用标准磨口玻璃仪器，也称磨口仪器。它在各接头处加工成通用的磨口，即标准磨口。内外磨口之间能互相紧密连接，因而不需要软木塞或橡皮塞。这不仅可节约配塞子和钻孔的时间，避免反应物或产物被塞子所沾污，而且装配容易，拆洗方便，并可用于减压等操作。
　　常见的磨口仪器主要有烧瓶（单口、二口或三口）、玻璃塞、水银温度计及套管、冷凝管、导管、活塞管、恒压滴液漏斗等。磨口仪器中的标号是根据磨口的最大直径确定的（以mm为单位），常见的有16#、19#、24#等不同口径，特点是相同口径的仪器可以互相自由组合成不同的装置。通常用两个数字表示变径的大小，如接头14×19，表示该接头的一端为14号磨口，另一端为19号磨口。
　　使用注意事项：①标准口仪器在使用前应检查磨砂口是否完整，连接成装置的时候应在接口处擦些水以保证连接牢靠和装置的气密性；②磨口处必须洁净，若粘有固体杂物，则会使磨口对接不紧密，导致漏气甚至损坏磨口；③用后应及时拆卸洗净，否则磨口的连接处就会粘牢，难以拆开，特别是蒸馏沸点较高液体后（如呋喃甲醇、苯胺等），蒸馏头与蒸馏瓶经常粘在一起；④要达到非常高的真空度时，可在磨口连接处涂少量真空脂，用后要及时清除，一般的反应和常压蒸馏时，磨口无需涂润滑剂（如凡士林、真空脂等），以免污染反应物或产物，若反应中有强碱，则应涂润滑剂，以免磨口连接处遭碱腐蚀粘牢而无法拆开；⑤安装标准磨口玻璃仪器装置时应注意整齐、端正，磨口要对齐，松紧适度。
　　图2-1为药物化学合成实验常用玻璃磨口仪器。不同磨口仪器相互之间通过磨口紧密相连，组合成符合反应要求、便于控制反应的装置。实验开始之前首先要求熟知每件仪器的名称、功能，并能正确画出磨口仪器的图像。
　　图2-1 常用玻璃磨口仪器
　　（二）药物化学合成反应常用装置
　　不同反应有不同反应特征，反应物、产物、催化剂也有不同的理化性质，对反应装置也有不同的要求，常用药物合成反应的容器是圆底烧瓶，圆底以其对称性带来好的承受外力作用和小的接触面而作为合成反应最常用仪器，烧瓶上有数个磨口，磨口可与不同实验仪器构件相连，相互组成一套反应装置，适应于不同反应要求，常用装置如下：
　　1.药物化学合成实验中常用回流装置（图2-2）
　　使用说明：
　　回流装置是有机化学实验中最基本、最重要的装置之一。回流装置I是圆底烧瓶与球形冷凝管直接相连组成的一套装置。球形冷凝管能将从烧瓶中上升的热蒸气快速冷却凝聚成液体，重新回落到烧瓶中，从而达到减少或防止有机物在加热时挥发，也使有机物的蒸气出口远离热源而增加操作过程的安全性，主要应用包括以下三个方面。
　　（1）加热有机物；
　　（2）制备有机物饱和溶液（重结晶）；
　　（3）反应装置（如乙酸乙酯制备）。
　　图2-2 常用回流装置
　　根据不同反应的特征差异，回流装置可与其他实验仪器构件串联组成一系列不同的实验装置，也可与其他仪器构件组合成另一系列的实验装置。回流装置Ⅱ是安装了温度计的回流装置，可以监测反应温度。回流装置Ⅲ为滴加回流装置，在烧瓶一磨口装回流装置（含回流、回流吸收、回流干燥等），另一磨口接滴液漏斗，将反应物或反应物之一逐滴滴加到反应体系中，来控制反应的进行。尤其是以下特征的反应，必须选用滴加回流装置：
　　（1）反应物活性较大，为了使反应平稳进行采用滴加以控制活性大的物质的浓度，以达到控制整个反应的目的。
　　（2）强放热反应。为了使反应热能有效向环境扩散，防止发生事故，需控制反应物浓度来使反应产生的热量逐渐释放，达到控制反应的目的。
　　（3）控制副反应或二次反应发生。对反应物之一能与产物反应时，除了严格控制反应条件外，还要控制好该反应物在反应体系中的浓度，应采用滴加方法，如格氏试剂制备时，若采用将镁投入卤代烃中，则镁与卤代烃反应生成的格氏试剂也与卤代烃反应生成烃。因此需采用将卤代烃滴入到镁的醚溶液中，在其反应基本完成以后，再滴加以控制卤代烃的浓度，减少副反应发生。
　　（4）控制过量。在实施可逆反应时，有时也采用反应物之一过量的方法控制反应。一般采用较便宜的物质为主，使较贵的物质比较完全地转变成产物而降低成本（如乙酸乙酯的制