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如何操作含有CO2的有機反應

(2022-12-24 09:45:28) 下一個

二氧化碳是有機合成非常重要的一個單碳合成子,金屬有機化合物和二氧化碳反應可以得到增加一個碳的羧酸.

實驗室中,常用的通入CO2的方法主要有三種:

一、如果可以方便的使用氣體鋼瓶當然最好,CO2鋼瓶的氣體直接通入反應瓶子中,也可以將一次性醫用注射器的活塞拔出,套上氣球,將鋼瓶中氣體充到氣球中,接上長針頭通入到反應液中,氣球由於氣體量有限,僅僅適合小量反應。對於一些無水無氧反應,通入氣體的同時,在橡膠塞上紮一個針頭用於出氣,整個過程中一定要保持反應體係正壓,防止外麵水汽進入。

二、利用幹冰產生二氧化碳氣體。如果沒有便利的氣體鋼瓶,可以考慮利用幹冰產生二氧化碳氣體,然後通入反應液中。少量幹冰就可以產生大量的氣體,可以克服氣球很快用盡的缺點。具體操作也非常方便,利用實驗室中常用的醫用注射器就可以,50mL的注射器就滿足一般的小試反應的需要。

體操作:1、先拔掉注射器活塞,往針筒中裝入幹冰,當然無水幹冰最好,如果沒有無水幹冰,往針筒中裝入幹冰後,加入少量無水THF迅速衝洗幹冰,並插入活塞,壓出四氫呋喃,將幹冰表麵的少量水利用四氫呋喃帶走,整個過程謹慎操作,加入溶劑時會放出氣體。2,接上長針頭,刺穿橡膠塞將針頭插到液麵以下,不斷通入產生的二氧化碳氣體。注意針頭在刺橡膠塞的時候千萬不要堵住,否則產生的氣體會將活塞推出。3,反應三頸瓶上,可以利用三通連接的氣球接收沒有反應的氣體,如果氣球不斷變大,可以放掉部分氣體,防止氣球爆炸。

三、簡單直接,將無水幹冰加入到反應體係中,或者直接將反應液倒入幹冰中,淬滅反應,得到插入羰基的產物。

如上圖的反應,先利用丁基鋰拔氫形成活性碳負離子,整個反應體係在幹冰丙酮浴中保持-78℃,拔氫過程很快,幾分鍾後就可完成,由於碳負離子中間體極不穩定,如果通入二氧化碳氣體需要很長時間才能完成反應,這就導致碳負離子中間體變壞影響產率。我們可以直接加入幹冰攫取碳負離子得到羧酸產物可以明顯提高產率。但是必須是無水幹冰才能順利得到產物,如果幹冰中有少量冰渣,會明顯影響產率。怎樣才能製備無水幹冰呢?其實很簡單,也是上麵的方法,利用無水四氫呋喃洗掉幹冰上少量的水,具體操作:利用無水無氧操作【Schlenk技術及無水無氧操作中物料的轉移】準備一個連有惰性氣體氣球的幹燥三頸瓶,加入無水四氫呋喃,利用幹冰丙酮浴將體係冷至-78℃,加入幹冰,輕微搖晃後,利用長針頭吸出上層四氫呋喃,也可以直接在正壓惰性氣體體係中倒出四氫呋喃,這樣就得到了基本無水的幹冰。將反應液直接轉移到無水幹冰的三頸瓶中,攪拌半小時,反應完畢。

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