四氢铝锂事故

先介绍两个身边发生的事故案例:将 10 g LAH 添加到底物溶液中时,应该在 1 小时内缓慢添加,但某同学错误地一次性倒入大量 LAH。发生剧烈反应,反应混合物从烧瓶中喷出,并且乙醚蒸气立即着火。某同学向含有 2g LAH 的 500 mL 烧瓶中一次加入 100 mL THF。溶剂突然着火(怀疑可能是溶剂含有大量水分,没有提前干燥)惊慌失措之下烧瓶掉在地板上,火势蔓延。

LiAlH4如果后处理不恰当,会很麻烦,正确的处理方式应该是:在惰性气氛下将其分散在无水乙醚中,然后在冷却下缓慢加入乙酸乙酯,然后在搅拌下加入稀HCl。对于少量(少于 50 毫克),也可以将其缓慢添加到大量冰水中。还有“1113”猝灭法: 反应如果用了1g LAH,反应完后冷却到0度,小心滴加1mL的水,再加入1mL 15% NaOH溶液,然后滴加3mL 水,升温到室温后搅拌几十分钟,加入乙醚(或者四氢呋喃)稀释,再加入少量无水MgSO4干燥,最后硅藻土过滤,洗涤,母液浓缩直接得到还原产品。

一位研究生,在平时都是使用粉末状的LiAlH4,但这次无意中订购了一瓶LiAlH4颗粒。为了准确称出 250 mg 的试剂,这名学生不得不将颗粒捣碎。该学生在使用粉末形式方面具有丰富的经验,因此放松了警惕,并且没有查阅安全数据表。

 

该研究生将大约 400 毫克的 LiAlH4颗粒放入陶瓷研钵中,并开始用陶瓷研杵对其进行研磨。仅仅几秒钟的研磨后,材料就爆发出强烈的火焰。幸运的是,这位研究生研究员穿着防火实验服和护目镜,没有受伤。

 

遗憾的是该研究生没有将事件通知实验室老板。几天后,同样的事件再次发生在其它研究生身上。所幸学生都穿着适当的个人防护装备,没有受伤。

 

究其原因,一方面该研究小组没有制定未遂事故协议,以确保所有小组成员立即了解任何可能重复并导致伤害的安全事件。PI 没有被及时告知第一次火灾,也没有将情况传达给研究组的其他成员。如果 PI 立即意识到火灾,可以与小组讨论研磨 LiAlH 4颗粒造成的火灾危险,从而防止其他火灾发生。另一方面研究人员缺乏与研磨 LiAlH 4相关的危险知识。在学术研究实验室,LiAlH4最常见的是粉末状,优点是方便少量称重,但市售的也有颗粒或片的试剂。与粉末形式相比,颗粒更容易倒入反应器中,这对于中试或生产规模使用来说是一个非常重要的优势。然而,当用于小规模研究时,颗粒可能会带来危险。

有报告显示(Journal of Propulsion and Power ,2018, 34 ( 1 ), 48-57),LiAlH4甚至可以与氮气反应。经差示扫描量热仪测试,LiAlH4在氮气氛围下存在强烈的放热峰,当使用氦气或氩气时,几乎看不到。LiAlH4对氮气的还原最初会导致二酰亚胺,然后是肼,最终在添加氢化物和随后的每种产物的质子化之后产生氨。

 

最终,发生事故的研究小组及时整改,包括:总结了使用 LiAlH4的危害和正确处理程序,制定了使用 LiAlH 4的适当程序并将其编写为 SOP,新加入实验室的研究人员使用修订后的 SOP 进行培训。同时还讨论了未遂事件的概念,要求所有未遂事件必须向研究顾问报告。LiAlH4颗粒作为危险废物通过 EH&S 处理,并替换为粉末形式,并联系了研究用LiAlH4颗粒的主要供应商,并告知他们的 SDS 并未表明研磨会导致颗粒着火。

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