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有機實驗重複性很差的原因

(2022-09-15 18:43:51) 下一個

1-擅自改條件和操作

小試的溶劑體積和加料順序已經固定,放大的時候擅自增加或降低反應體係濃度,減少或增加溶劑的用量,或改變加料順序。這些原因都會導致反應產率的巨大波動,甚至直接導致反應重複不出來。

2-原料批次和純度不同

放大使用的原料純度明顯低於小試的純度,對有的反應,比如,酸胺縮合,反應純度差一些,有時候不會影響反應。然而,對於金屬催化的偶聯反應或有機金屬試劑參與的反應,如果原料純度不夠,很多時候反應產率會很低,甚至做不出來。比如,你要做丁基鋰拔溴反應,溴代物裏有很多醇或酯類殘留,或者其它未知活性雜質,這些都會與金屬試劑反應,直接導致反應失敗。還有比如,你的小試原料是柱層析拿到的,而放大的原料是從水裏析出來的,沒有幹燥或處理直接用,這也會導致反應失敗。

3-購買的試劑容易變質

有的試劑很容易變質的,如果你的反應看起來肯定沒問題,自己做的原料純度也是過關的。那麽,這個時候,你需要看看反應底物裏麵有沒有容易變質的原料。比如,CDI(羰基二咪唑),這個試劑就很容易變質。金屬鈀類催化劑,比如Pd(PPh3)4,新鮮的是亮黃色的固體,暴露在空氣下,放置時間長了,顏色會變深。

4-環境溫度的改變

以前在學校做過一個金屬催化的雙鍵不對稱氫化還原反應,第一次做的時候是在八九月份,天氣炎熱,反應很好,產物的ee值高達99%。由於種種原因,在12月份,反應需要放大,反應的轉化率很好,然而產物的ee值隻有70%左右。各種找原因,原料純度,催化劑質量等都考慮了,始終沒有改善。最後,嚐試升高溫度到40度,產物的ee值順利得到重現。

5-產物當垃圾扔了

小試拿到的量還不錯,放大拿到的量很少。最後發現,在反應過程中析出大量固體,以為是雜質,結果把它直接濾掉了。因此,大家在實驗後處理的時候,需要特別注意反應產生的固體,有的是副產物或鹽;有的時候可能就是你的產物;或者你的產物包裹在裏麵了。

6-反應後處理的不同

對於下麵這個反應(來源網絡),格氏試劑與腈反應製備酮的反應,反應結束後,當把反應體係加到冰水中時,得到的主要是所需要的酮產物。而反過來,把冰水加入到反應的體係中時,得到的卻主要是副產物醇。因此,淬滅反應時,淬滅的順序有時還是會關係到反應的成敗的。可能監測時有要的產物,而反應結束後處理完後,卻沒有產物了,悔之晚矣。

 

還有就是當你的產物顯酸堿性的時候,要特別注意萃取後的水層的pH值變化,pH值調整的不合理,很有可能你的產物還在水裏。

7-反應無溫度監控

很多人覺得隻有低溫反應才需要插入溫度計,其實很多室溫反應也需要插入溫度計。幾十毫克的反應,很多時候放熱量有限,然而當你的反應放大到克級甚至更多的時候,這個時候你很難預料到反應的放熱情況。因此,這個時候,你最好在反應體係中插入溫度計,實時監控反應體係的放熱情況,不僅可以起到控製滴加速度的作用;還可以避免危險的發生。

8-試劑含水量不過關

在這裏主要涉及溶劑如四氫呋喃和一些無機鹽。雖然購買的時候聲稱是無水的,然而很多時候含水量太高,導致實驗無法重複出來。大家特別需要注意。

來自公眾號《有機合成路線》

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