解惑氘代試劑

 Dr. Joshua 漫遊藥化 2023-11-07 22:16

 

作為一名化學工作者,每天例行的工作就是開反應，處理反應，過柱子，打核磁，每天消耗了大量的試劑，溶劑，得到目標產物(大多時候都是一堆垃圾啦)，核磁無疑是從垃圾中找尋寶貝的最佳利器。那麽做核磁的時候我們免不了要用到氘代試劑（氟譜，磷譜等除外），但是這些氘代試劑是怎麽製備的呢？

 

先給個結論吧：

1. 氘代溶劑大多都是由氘代水製備的；
2. 氘代水是從自然界分離得到的。
    

地球上的水中，HDO的含量約1/3200，即每3200個水分子中有一個為HDO, HDO與H2O可以通過蒸餾，電解或化學方式分離，其中化學分離方式效價比最高，工業上常用Girdler sulfide過程（圖一）

Girdler過程利用硫化氫將水中的氘代水在30^oC“萃取”出來，之後在130 ^oC與水交換得到氘代水，通過多級交換得到純度較高的氘代水。除了硫化氫外，氨氣，甲胺等也可以用於分離純化氘水；

 

有了氘水後，氘代試劑的製備就容易了。

 

氘代DMSO:將DMSO與重水在堿性催化劑（氧化鈣）的作用下交換為DMSO-d6,這一過程需要重複多次以得到高純度的氘代DMSO;

 

氘代丙酮：丙酮與重水在堿性催化劑（LiOD）的作用下發生H-D交換製備；

 

氘代苯：苯與重水在過渡金屬催化下與重水交換得到氘代苯；

 

氘代四氫呋喃：四氫呋喃在過渡金屬催化下與重水交換製的；

 

氘代氫氧化鈉或氘代氫氧化鉀可以由金屬單質與重水反應製備；

 

氘氣：通過電解氘水可以製備氘氣；

氘化鋰可以由金屬鋰與氘氣反應製備；

同理，氘化鈉可以由金屬鈉與氘氣反應合成；

有了氘化鋰，氘化鋰鋁就有著落了，氘代的四氫鋰鋁(氘化鋰鋁，LiAlD4) 可以由氘化鋰(LiD)與氯化鋁反應製備；

 

就這樣子，各種氘代試劑都可以有了；

 

不查不知道，一查嚇一跳，氘代試劑用途不僅僅是用來打核磁的哦；

 

往大了講，氘水與輕水相比，能夠捕獲更多的中子，從而用來調節核反應的進程；因而氘水於上世紀四十年代開始工業化大規模生產，目前世界上主要的生產國家為印度，美國，阿根廷，日本，挪威，加拿大，伊朗，巴基斯坦等；

氘代藥物由於其特殊的藥物代謝動力學特性，近些年研究較多。全球首個氘代藥物Austedo安泰坦已於近日在中國上市，用於治療亨廷頓舞蹈病和遲發性運動障礙；

往小了講，我們大多時候用氘代試劑來打核磁確認結構；而另一個常用的用途是用來研究反應機理(KIE); 用氘代試劑作為反應溶劑也可方便檢測反應的進程；

除了用於核磁外，氘水也可用在紅外色譜中避免水峰與酰胺信號的重疊；

另外，氘水也可用於測量人體代謝速率。