三氯氧磷是雜環上羥基進行氯化的常用試劑,該類反應通常反應效果不錯後處理簡單,許多反應物在氯化反應完成後除去過量POCl3,將冷卻反應液直接倒入冰水中,便可析出固體產物即可得到較純淨的產品(或鹽酸鹽)。但是在實驗中還是常碰到些問題給反應的後處理帶來不小的麻煩,例如:有些反應的產物是液體,有些產物是固體倒入冰水中卻不能析出固體,但最讓人頭疼的問題莫過於氯代產物在後處理過程又回到羥基原料。本文就筆者遇到的幾個相關項目來總結如何避免氯化物後處理時回到原料的心得體會,希望對大家有所幫助。
1.直接旋幹,小極性有機溶劑洗滌
反應液直接減壓蒸餾除去過量POCl3得到固體產物,然後用小極性有機溶劑洗滌即可,無需冰水後處理。該方法適用於蒸幹反應液是固體產物的反應,如果該產品是中間體,可直接進行下一步反應,如果該產品是交貨化合物,最好用短矽膠柱過濾一下。比如筆者就曾經遇到過下麵一個化合物 (scheme 1),反應液直接蒸出POCl3,用MTBE洗滌數次,即達到交貨要求。但是如果將此化合物倒入冰水中後處理,有部分產物立即轉化為原料,給處理帶來很大的麻煩。
2. 矽膠短柱快速純化
該方法適用於產物是固體,但蒸幹反應液後產品不是很好的固體的反應,這時用溶劑洗滌也很難純化。可以直接對粗產物進行矽膠短柱快速純化拿到交貨產品。但是,我們發現直接純化時有時收率很低,後處理必須用冰水處理。可以肯定的是,先過了一遍短矽膠柱後再用冰水處理,產物回到原料的幾率大大變小。下麵的一個例子(scheme 2)可以說明這種後處理。我們把該粗產物溶在溶劑中(如EtOAc等),先快速的過一個短矽膠柱,然後加入冰水,再用溶劑萃取,收率很高。
3. 酸性淬滅,混和溶劑萃取
對於反應液蒸幹後倒入冰水中容易回到原料的產物,我們可以把粗產物倒入冰冷的稀鹽酸中,有些雜環化合物雖然成鹽,但是可以用溶劑直接萃取上來,這時我們就不用調節pH值直接進行萃取即可,或者調解pH值4-6萃取即可。除了用一般溶劑萃取外,這裏推薦幾種混合溶劑 (EtOAc/THF, DCM/THF),效果有時奇好。如(scheme 3)就是一個很好的例子。調節pH值5-6就可以用EtOAc/THF萃取,收率也很高。
低溫調堿,弱堿析出(萃取)
對於一些產物是鹽酸鹽,非要調到堿性才能在水相析出或被萃取的產物,我們建議在低溫(如0 oC)下慢慢用氨水調節pH 8-9,然後抽濾或用溶劑萃取。如下麵兩個例子 (scheme 4)。後處理過程:減壓蒸發掉大部分三氯氧磷,再傾倒入冰水中,邊攪拌邊小心地用冷的氨水溶液調節pH值至8-9,調堿過程中逐漸有產物固體在溶液中析出。該處理過程要注意,pH值嚴格控製8-9,調堿要緩慢、均勻,溫度最好控製在5 oC 以下,否則局部堿性過大或溶液溫度稍高都將導致氯代產物又水解回到羥基原料。
最後提醒一下,用POCl3 做氯化反應,原料必須很幹燥,用含水的原料做反應,原料一般很難反應完;而原料也盡可能純度高一些,使產物純化過程簡單,盡量減少純化過程給產物帶來的不利影響。