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有機合成大師兄的實驗心得

(2023-03-25 08:11:49) 下一個

選擇玻璃儀器和攪拌子1)均相反應:物料不超過容器體積的 2/3;(2)非均相、回流或者產生氣體的反應:物料不超過容器體積的小於 1/2,無水無氧的反應時更應注意。
 
攪拌裝置的選擇:1)機械攪拌:物料體積>2 L 的非均相體係;(2)強力攪拌:物料體積>3 L 的均相反應和 250 mL~2 L 的非均相體係;(3)磁力攪拌:25~250 mL。
 
反應溶劑的使用:一般底物濃度嚴格控製在 0.3~0.5M;對 Neat  反應,物料必須混合均勻。
 
加料次序
固體物或液體物加入到液體物中,注意放熱反應防止噴料,控製好溫度,尤其是低溫的反應更應注意。
 
反應的具體細節
 
(1)有氣體產生和需要通入氣體的反應一定要有氣體導出裝置,切記不可將反應體係為完全封閉的.
 
(2)需控溫的反應 (低溫、加熱和放熱反應):要用溫度計至於多口瓶上,要內外溫都要監控 !
 
(3)熱浴的選擇:盡量用油浴易控溫. 50~160 度;> 160 度用電熱套或沙浴;冷卻反應:0 度用碎冰冷卻;-5~-18 度用冰鹽浴( NaCl-NaNO3);-50~-78 度用幹冰/丙酮;-78~-100 度乙醇/液氮。
 
(4)封管反應:反應溫度比所用溶劑和反應原料沸點稍低或稍高,在反應中不產生大量氣體的反應。反應物中有氣體的溶液,反應需要加熱才能進行。在反應時一定要控製油浴溫度,防止反應過熱。劃痕和撞擊將影響封管的耐壓能力,在使用和清洗封管時要小心。
 
(5)無水無氧操作:玻璃儀器要烘幹( 120 度左右), 瓶口處用橡膠塞以便注射器的使用;要氮氣置換至少三次;用重新處理的溶劑。

有機金屬試劑的量取和轉移:取少量時用注射器,要用氮氣球置於試劑瓶上避免負壓.  大量使用時用聚四氟乙烯導管氮氣壓出.
 
(6)NaH,LAH,Na,K,Li 的使用:注意安全使用!取 LAH 時不可用鐵製勺,用木製或塑料的;Na、K、Li 保存於石蠟油或煤油中,使用前用石油醚洗滌。
 

(7)催化加氫反應:一定要做好氮氣和氫氣的置換(至少 3 次);Pd/C、Re-Ni
易於自燃!

 

選反應的跟蹤和檢測
 
檢測反應是反應成功的關鍵。檢測手段:TLC 是最重要簡便直接的;NMR是終極手段, 其它還有 LC-MS、HPLC、GC、GC-MS、IR、UV、X-Ray 等輔助手段。
 
何時檢測可通過實驗現象,如溫度和顏色的變化,氣體或沉澱的析出等。一般反應半個小時要檢測;從快速到慢的反應,可從幾分到幾小時內檢測;過夜反應:  過夜前後要檢測。
 
 反應的後處理和產物的純化
 
後處理是根據反應物質的物理化學性質進行的。
先通過萃取(主要是除去大部分的鹽、高沸點極性溶劑等)、酸堿洗、過濾等得到粗產品。
 

粗產品進一步精製。一般通過重結晶、柱層析Pre-HPLC、Pre-TLC、蒸餾、升華等;其中重結晶、柱層析是最重要的手段!掌握好這兩個手段是合成技能提高的重要標誌!
 
 工作安排
 
合理安排工作小試和放大要交叉進行,保持二者的連貫性。項目需優化的要一次性想到文獻中提到的所有方法,集中起來平行反應。切不可等一個小試完了再進行下一個,時間是最重要的!!!
 
沒有接觸的反應最好上午做,便於跟蹤反應;4~5 個小時未進行完且轉化率低時可考慮改變反應條件,如提高反應溫度。
 

小試和放大
 
小試:小試非常重要!從毫克(mg)到數十克(g)不等,一般滿足項目後麵 4~5 步以上的反應,且每步要留有幾十毫克的標準樣品,最好是要有核磁譜圖,尤其是新項目關鍵中間體必須有正確核磁譜圖方可進行放大實驗。
 
小試操作必須嚴格,尤其是對金屬試劑參與的反應一定要用新製幹燥的溶劑。
 
一定要有結論:嚴格按照文獻後處理操作不擅自改動,是否得到目標物,產率如何,分離純化方法是什麽等。
 
 放大: 放大要非常謹慎!
 
小試得到正確結論後方可放大,第一次放大到十倍。謹記:不可盲目放大!不可把原料一次性放大,否則出了問題無法挽回!要循序漸進,可平行幾個反應,集中後處理。
 
嚴格按照小試的條件。
 
對前一兩步中間體的製備,如果是反應簡單,產率高的,原料廉價的可不經過小試直接放大,節約寶貴的時間!!!但反應要嚴格監控。
 
 項目進行中的原則
 
優先選擇已有的文獻方法,鼓勵有自己的想法。
 
路線和工作計劃確定後不可輕易更改。
 
要準確計算起始原料的用量,避免從頭來過。
 
最好是每步中間體要得到純品;不可將粗品進行到底,特別是在最後一步反應前,中間體必須進行純化!

 

總結
 
從現象和本質上理解反應.
 
設置要合理,檢測要及時,後處理要小心,純化手段要省事
 
小試非常重要,放大要非常謹慎!

 
項目安排要流暢。

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