第二百零七章 多半是实验失败，气到自闭啦-科目三考哪些项目
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我有科研辅助系统
作者：肥美的韭菜
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() 张疆实验室。
韩嘉莹开启液相色谱仪，提纯昨天拌好样的产物，陈婉清则前往通风橱，处理反应。
许秋也开始准备下一步反应——pdi分子的改性。
在没收到那篇jacs审稿前，他的想法是合成出简单pdi分子，然后直接做3d-pdi，赶快把这个想法给发表出来。
现在既然其他人已经把3d-pdi的概念给提出来了，反而不用那么急了。
他打算循序渐进，先把几种目前已知的几种高性能pdi材料合成出来，主要是扭转型、桥接型的pdi二聚体。
这些材料就算现在用不到，日后也会有机会能够用到，可以储备起来，拓展实验室内材料的广度，构建一个材料库，包括今天找光电公司销售要的小样，也是用来丰富这个材料库的。
之后每开发出来一个新材料，都可以在模拟实验室ii中，将其与材料库中材料相匹配，构建二元甚至多元的电池器件，试验其性能。
而且，这也算是重新走了一遍前辈们的合成之路，能够进一步积累他的合成经验。
pdi二聚体，不论是扭转型的还是桥接型，主要的设计思路都是通过二聚，使两个pdi分子之间呈现一个扭转角，从而抑制整个二聚体分子的结晶性，改善旋涂后的薄膜形貌。
不同之处在于，扭转型是直接连接两个pdi分子，而桥接型是在两个pdi分子之间额外加一个“桥”，所谓的桥就是一个小的共轭结构单元，比如噻吩、乙烯基之类的。
但要想让两个pdi分子听话的连接在一起，并不是那么容易，直接反应显然是不行的。
首先需要对pdi分子结构进行修饰，常用的方法是将其分子上的一个氢原子用溴原子取代，得到单取代的pdi-r分子。
然后再将两个pdi-r分子直接反应，或是引入一个桥分子，得到扭转型或是桥接型二聚体。
理论上，pdi+r2→pdi-r+hr?一步到位。
实际上会存在问题。
单个pdi分子共有8个氢原子?因为分子是对称的，所以共有两种不同化学环境的氢原子?分为原位和湾位?各有4个，同一化学环境下的氢原子?可以认为在反应活性上是等效的。
相对来说，湾位?也就是靠近分子中央处的4个氢原子的化学活性更强?在发生溴取代反应时更容易被取代掉。
如果控制好反应条件，原位上的氢原子几乎不会参加化学反应。
但也只能排除掉原位上的4个。
湾位上有4个氢原子，在发生溴取代反应时，就可能产生0、1、2、3、4取代的产物。
因为有相关的文献发表?所以这个问题是有答案的?关键在于许秋如何取舍。
一种方法，就是直接按照“2pdi+r2→2pdi-r”合成，再用过柱子的方法把pdi-r给筛选出来。
这个方法优点很明显，简单粗暴，一步到位?缺点也很明显，后处理可能比较痛苦?产率堪忧，能有50%就烧高香了。
另一种方法?则是在pdi湾位上先引入一个硝基，然后再将硝基还原成为氨基?这个氨基可以同时吃掉一侧的两个氢原子?接着在氨基的氮原子位上连一个烷基侧链?最后再进行溴取代反应。
这个方法缺点很明显，反应步骤增加了三步……
优点不是很明显，或许产率会提高，或许不会，也可能会有一些隐性的优点。
取舍了一番，许秋选择了第一种方法。
实际上，这样直接莽的话，反应到三、四取代并不容易。
因为当pdi分子被一溴取代后，另外三个湾位上的氢原子的化学环境均发生改变，最容易发生反应的氢原子位置，变更为与一溴取代位的对位，或者说是距离一溴取代位最远的湾位。
所以得到的产物主要是一、二溴取代的产物，以及未反应的原料。
而且二溴取代的pdi也不是没有用，比如将来可以将其与三甲基锡的二取代物发生stll耦合反应，合成pdi聚合物材料。
……
开始准备反应。
三个反应，反应原料是昨天提纯的pdi分子和溴单质，溶剂是二氯甲烷，常温反应，目标产物是单取代的pdi-r分子。
许秋从药品柜中小心的取出装液溴的棕色瓶子，然后转移到通风橱中。
然后，称量500毫克左右pdi的pdi分子，装入50毫升容积的反应瓶内，再加入20毫升二氯甲烷作为反应溶剂，并放入一颗聚四氟乙烯的梭形磁力搅拌子。
最后一步，是加入和pdi分子等当量的液溴。
液溴是唯一在室温下呈现液态的非金属元素单质，有挥发性、毒性、腐蚀性，只能快速、粗略的称量体积。
此外，它的密度大于水，因此保存的时候要在液溴上方加水液封，液溴会分为三层，最下层是液溴，中间层是溴水，里面也包含次溴酸和溴化氢，上层是水。
许秋将通风橱的玻璃拉到最下面，伸进手去，小心旋开液溴试剂瓶的瓶盖，将一次性滴管伸入试剂瓶底部吸取红黑色的液溴，再快速转移至反应瓶内。
红黑色的液体接触到反应瓶下方鲜红色的液体后，迅速晕染开来，同时瓶内充满深红棕色的溴蒸汽。
许秋迅速用玻璃塞将反应瓶塞好，橡胶中存在碳碳双键，会和溴发生反应，因此不能用橡胶塞。
随后，他依次在另外两个反应容器中也加好液溴，然后把液溴试剂瓶盖好，将残留有液溴的实验垃圾处理掉，启动搅拌。
‘做的反应越来越危险了呢。’暗叹了一句，许秋按下秒表，开始计时，这个反应时间不能太长，2小时后要准时关停反应。
‘一次性用了10%的产物试水，希望不要失败吧。’
……
许秋看了看周围，陈婉清不在实验室，应该是回办公室了，她的通风橱里并没有进行着反应。
韩嘉莹在另一旁的通风橱，一边过柱子，一边在同步进行旋蒸。
许秋便朝学妹走去，“挺能耐的嘛，还一心两用。”
“嘿嘿，”韩嘉莹回过头道：“师兄你来啦，反应怎么样？”
“那三个产物的溴取代反应我都投好了，等下这个你产物你自己投吧。”许秋站到了她的旁边。
“好呀，”韩嘉莹指了指旋蒸仪器，“来帮帮我嘛，同时操作两台设备的压力好大。”
“行，那我帮你看着旋蒸吧。”许秋点点头。
“呼……得救啦。”她快步回到液相色谱仪。
那边接液的pe杯快要满了，她按下暂停，迅速换了一个新的pe杯，继续接液。
‘蛮熟练的嘛。’许秋想了想，问道：“对了，你知道陈婉清学姐怎么了嘛，我看她的反应都停了，我刚才忙着投反应没注意她那边的情况。”
“具体情况我也不太清楚，她刚才过来点了两个板，然后一句话没说就跑掉了，”韩嘉莹歪了歪头，随后她不厚道的笑了笑，“不过我猜呀，她多半是实验失败，气到自闭啦。”
“这样啊，我去看看。”许秋瞅了眼旋蒸仪器，当前茄形瓶中的溶液不多，运行平稳，比较安全，便朝着实验台走去。
这处实验台是专门用来点板检测的，上面还摆着两块硅胶板，应该就是陈婉清之前点的板。
旁边的插座上连接着一台手持式紫外灯，处于待机状态。
许秋拿起紫外灯，打开开关，分别照了照两块硅胶板。
上面的样品点密密麻麻的，其中一个至少有七八个点，其中有几个还相互重叠着，如果垂直的画一条线，就像一根糖葫芦一样；另外一个稍微好些，但也有五六个点。
“估计被你猜中了，她这点板结果，不忍直视啊。”许秋放下紫外灯，回到了旋蒸仪器旁。
“有很多个样品点吗？”韩嘉莹顿了顿，“三个，四个？”
“不止，至少五六个，”许秋叹了口气，“这种得到的产物，就算用液相色谱，也很难分离，而且就算分离开了，也很难判断哪个样品才是需要的物质，简而言之，神仙难救，要么是她的操作失误，要么是她的实验设计有问题。”
“当时反应步骤，不是都给你和魏老师看过的嘛，还会有问题？”学妹好奇道。
“我和魏老师也不是正统有机合成的背景，都是摸着石头过河，而且合成实验这种东西，很多时候预想的是一回事，做出来又是另一回事，很多时候都要配合着各种分析仪器来反推。”
“那怎么办啊，学姐和我们一样，也忙活了两天呢。”
“那就要看她最初投了多少料，有没有前一步反应产物的存货了，就像我们一次性合成了5克产物，这次溴取代用掉500毫克，就算这次反应不成功，也还有很多次尝试的机会。”
“唔……但愿有存货吧。”
……
一个多小时后，两人完成了最后一个pdi产物的分离、提纯。
这次的产量略低一些，只拿到了4.2克得产物，不过从点板结果来看，纯度还不错。
许秋将其复制到模拟实验室中，并安排模拟实验人员做基础表征以及器件优化。
随后，韩嘉莹取了500毫克的产物，补投了一个液溴取代的反应。
有许秋在旁边照看，并没有出现什么问题。()
(
韩嘉莹开启液相色谱仪，提纯昨天拌好样的产物，陈婉清则前往通风橱，处理反应。
许秋也开始准备下一步反应——pdi分子的改性。
在没收到那篇jacs审稿前，他的想法是合成出简单pdi分子，然后直接做3d-pdi，赶快把这个想法给发表出来。
现在既然其他人已经把3d-pdi的概念给提出来了，反而不用那么急了。
他打算循序渐进，先把几种目前已知的几种高性能pdi材料合成出来，主要是扭转型、桥接型的pdi二聚体。
这些材料就算现在用不到，日后也会有机会能够用到，可以储备起来，拓展实验室内材料的广度，构建一个材料库，包括今天找光电公司销售要的小样，也是用来丰富这个材料库的。
之后每开发出来一个新材料，都可以在模拟实验室ii中，将其与材料库中材料相匹配，构建二元甚至多元的电池器件，试验其性能。
而且，这也算是重新走了一遍前辈们的合成之路，能够进一步积累他的合成经验。
pdi二聚体，不论是扭转型的还是桥接型，主要的设计思路都是通过二聚，使两个pdi分子之间呈现一个扭转角，从而抑制整个二聚体分子的结晶性，改善旋涂后的薄膜形貌。
不同之处在于，扭转型是直接连接两个pdi分子，而桥接型是在两个pdi分子之间额外加一个“桥”，所谓的桥就是一个小的共轭结构单元，比如噻吩、乙烯基之类的。
但要想让两个pdi分子听话的连接在一起，并不是那么容易，直接反应显然是不行的。
首先需要对pdi分子结构进行修饰，常用的方法是将其分子上的一个氢原子用溴原子取代，得到单取代的pdi-r分子。
然后再将两个pdi-r分子直接反应，或是引入一个桥分子，得到扭转型或是桥接型二聚体。
理论上，pdi+r2→pdi-r+hr?一步到位。
实际上会存在问题。
单个pdi分子共有8个氢原子?因为分子是对称的，所以共有两种不同化学环境的氢原子?分为原位和湾位?各有4个，同一化学环境下的氢原子?可以认为在反应活性上是等效的。
相对来说，湾位?也就是靠近分子中央处的4个氢原子的化学活性更强?在发生溴取代反应时更容易被取代掉。
如果控制好反应条件，原位上的氢原子几乎不会参加化学反应。
但也只能排除掉原位上的4个。
湾位上有4个氢原子，在发生溴取代反应时，就可能产生0、1、2、3、4取代的产物。
因为有相关的文献发表?所以这个问题是有答案的?关键在于许秋如何取舍。
一种方法，就是直接按照“2pdi+r2→2pdi-r”合成，再用过柱子的方法把pdi-r给筛选出来。
这个方法优点很明显，简单粗暴，一步到位?缺点也很明显，后处理可能比较痛苦?产率堪忧，能有50%就烧高香了。
另一种方法?则是在pdi湾位上先引入一个硝基，然后再将硝基还原成为氨基?这个氨基可以同时吃掉一侧的两个氢原子?接着在氨基的氮原子位上连一个烷基侧链?最后再进行溴取代反应。
这个方法缺点很明显，反应步骤增加了三步……
优点不是很明显，或许产率会提高，或许不会，也可能会有一些隐性的优点。
取舍了一番，许秋选择了第一种方法。
实际上，这样直接莽的话，反应到三、四取代并不容易。
因为当pdi分子被一溴取代后，另外三个湾位上的氢原子的化学环境均发生改变，最容易发生反应的氢原子位置，变更为与一溴取代位的对位，或者说是距离一溴取代位最远的湾位。
所以得到的产物主要是一、二溴取代的产物，以及未反应的原料。
而且二溴取代的pdi也不是没有用，比如将来可以将其与三甲基锡的二取代物发生stll耦合反应，合成pdi聚合物材料。
……
开始准备反应。
三个反应，反应原料是昨天提纯的pdi分子和溴单质，溶剂是二氯甲烷，常温反应，目标产物是单取代的pdi-r分子。
许秋从药品柜中小心的取出装液溴的棕色瓶子，然后转移到通风橱中。
然后，称量500毫克左右pdi的pdi分子，装入50毫升容积的反应瓶内，再加入20毫升二氯甲烷作为反应溶剂，并放入一颗聚四氟乙烯的梭形磁力搅拌子。
最后一步，是加入和pdi分子等当量的液溴。
液溴是唯一在室温下呈现液态的非金属元素单质，有挥发性、毒性、腐蚀性，只能快速、粗略的称量体积。
此外，它的密度大于水，因此保存的时候要在液溴上方加水液封，液溴会分为三层，最下层是液溴，中间层是溴水，里面也包含次溴酸和溴化氢，上层是水。
许秋将通风橱的玻璃拉到最下面，伸进手去，小心旋开液溴试剂瓶的瓶盖，将一次性滴管伸入试剂瓶底部吸取红黑色的液溴，再快速转移至反应瓶内。
红黑色的液体接触到反应瓶下方鲜红色的液体后，迅速晕染开来，同时瓶内充满深红棕色的溴蒸汽。
许秋迅速用玻璃塞将反应瓶塞好，橡胶中存在碳碳双键，会和溴发生反应，因此不能用橡胶塞。
随后，他依次在另外两个反应容器中也加好液溴，然后把液溴试剂瓶盖好，将残留有液溴的实验垃圾处理掉，启动搅拌。
‘做的反应越来越危险了呢。’暗叹了一句，许秋按下秒表，开始计时，这个反应时间不能太长，2小时后要准时关停反应。
‘一次性用了10%的产物试水，希望不要失败吧。’
……
许秋看了看周围，陈婉清不在实验室，应该是回办公室了，她的通风橱里并没有进行着反应。
韩嘉莹在另一旁的通风橱，一边过柱子，一边在同步进行旋蒸。
许秋便朝学妹走去，“挺能耐的嘛，还一心两用。”
“嘿嘿，”韩嘉莹回过头道：“师兄你来啦，反应怎么样？”
“那三个产物的溴取代反应我都投好了，等下这个你产物你自己投吧。”许秋站到了她的旁边。
“好呀，”韩嘉莹指了指旋蒸仪器，“来帮帮我嘛，同时操作两台设备的压力好大。”
“行，那我帮你看着旋蒸吧。”许秋点点头。
“呼……得救啦。”她快步回到液相色谱仪。
那边接液的pe杯快要满了，她按下暂停，迅速换了一个新的pe杯，继续接液。
‘蛮熟练的嘛。’许秋想了想，问道：“对了，你知道陈婉清学姐怎么了嘛，我看她的反应都停了，我刚才忙着投反应没注意她那边的情况。”
“具体情况我也不太清楚，她刚才过来点了两个板，然后一句话没说就跑掉了，”韩嘉莹歪了歪头，随后她不厚道的笑了笑，“不过我猜呀，她多半是实验失败，气到自闭啦。”
“这样啊，我去看看。”许秋瞅了眼旋蒸仪器，当前茄形瓶中的溶液不多，运行平稳，比较安全，便朝着实验台走去。
这处实验台是专门用来点板检测的，上面还摆着两块硅胶板，应该就是陈婉清之前点的板。
旁边的插座上连接着一台手持式紫外灯，处于待机状态。
许秋拿起紫外灯，打开开关，分别照了照两块硅胶板。
上面的样品点密密麻麻的，其中一个至少有七八个点，其中有几个还相互重叠着，如果垂直的画一条线，就像一根糖葫芦一样；另外一个稍微好些，但也有五六个点。
“估计被你猜中了，她这点板结果，不忍直视啊。”许秋放下紫外灯，回到了旋蒸仪器旁。
“有很多个样品点吗？”韩嘉莹顿了顿，“三个，四个？”
“不止，至少五六个，”许秋叹了口气，“这种得到的产物，就算用液相色谱，也很难分离，而且就算分离开了，也很难判断哪个样品才是需要的物质，简而言之，神仙难救，要么是她的操作失误，要么是她的实验设计有问题。”
“当时反应步骤，不是都给你和魏老师看过的嘛，还会有问题？”学妹好奇道。
“我和魏老师也不是正统有机合成的背景，都是摸着石头过河，而且合成实验这种东西，很多时候预想的是一回事，做出来又是另一回事，很多时候都要配合着各种分析仪器来反推。”
“那怎么办啊，学姐和我们一样，也忙活了两天呢。”
“那就要看她最初投了多少料，有没有前一步反应产物的存货了，就像我们一次性合成了5克产物，这次溴取代用掉500毫克，就算这次反应不成功，也还有很多次尝试的机会。”
“唔……但愿有存货吧。”
……
一个多小时后，两人完成了最后一个pdi产物的分离、提纯。
这次的产量略低一些，只拿到了4.2克得产物，不过从点板结果来看，纯度还不错。
许秋将其复制到模拟实验室中，并安排模拟实验人员做基础表征以及器件优化。
随后，韩嘉莹取了500毫克的产物，补投了一个液溴取代的反应。
有许秋在旁边照看，并没有出现什么问题。()
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