高等有机反应实验操作

1、高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 123实验室的安全与卫生实验室的安全与卫生有机合成基本程序有机合成基本程序有机合成中的基础知识有机合成中的基础知识4有机合成中的重要操作有机合成中的重要操作目 录5有机合成中的常见的操作技巧有机合成中的常见的操作技巧高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机

2、化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemist

3、ry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced

4、Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机

5、化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 后处理的目的和评价标准后处理的目的和评价标准 目的目的 分离提纯得到纯的产品分离提纯得到纯的产品 评价标准评价标准 产品产品是否最大限度的保质保量得到是否最大限度的保质保量得到 原料、中间体、溶剂及有价值的副产物是否最大限度的得到原料、中间体、溶剂及有价值的副产物

6、是否最大限度的得到 回收回收利用利用 后处理后处理步骤步骤，无论是工艺还是设备，是否足够简化，无论是工艺还是设备，是否足够简化 三废三废量是否达到最小量是否达到最小 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Ch

7、emistry 后处理的常规方法后处理的常规方法反应混合物反应混合物过滤旋干溶剂过滤旋干溶剂淬灭萃取淬灭萃取蒸馏（常压减压水蒸气）蒸馏（常压减压水蒸气）重结晶重结晶色谱技术（色谱技术（TLCColumn）吸附干燥吸附干燥Perfect Reaction一般做完反应后，应该首先采用萃取的一般做完反应后，应该首先采用萃取的方法，先除去一部分杂质方法，先除去一部分杂质 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced

8、Organic Chemistry 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 常见特殊试剂的淬灭及处理常见特殊试剂的淬灭及处理选择合适的淬灭试剂，要充分考虑到产物的选择合适的淬灭试剂，要充分考虑到产物的稳定性稳定性以及后处以及后处理的难易程度理的难易程度; 如果淬灭过程会大量放热，须在如果淬灭过程会大量放热，须在冷却冷却下进行淬灭下进行淬灭; 不要过分依赖文献，而不对反应进行不要过分依赖文献，而不对反应进行监控监控。只有当。只有当TLC或其或其他分析手段显示反应结束，才能对反应进行淬灭他分析手段显示反应结束，才能对反应进行淬灭; 可能的话，后处理

9、应在淬灭后可能的话，后处理应在淬灭后尽快尽快进行进行。Notes:高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 常见特殊试剂的淬灭及处理常见特殊试剂的淬灭及处理DIBAL-HLAH : LiAlH4AlHLiAlH4-200COOHNBocHOHNBoc12DIBALHtoluene, -78oCNBocO2NOOBoc1SP007，在，在-78 0C用用3 M NaOH 淬灭，升温至室温后淬灭，升温至室温后再用再用3 M NaOH洗涤洗涤SP011，在，在 0 0C加水淬灭，再加加水淬灭，再加 10 %NaOH，然后过滤然后过滤处理难点：处理难点：

10、反应淬灭后，产生大量不溶于反应淬灭后，产生大量不溶于水的粘性铝化合物水的粘性铝化合物 常用淬灭剂：常用淬灭剂：十水硫酸钠、乙酸乙酯乙醇、十水硫酸钠、乙酸乙酯乙醇、水水 21NNH2HNNNH2HNOLiAlH4THFSP010，在，在 0 0C加水淬灭，再加加水淬灭，再加 10 %NaOH，然后过滤然后过滤高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry LAH常见特殊试剂的淬灭及处理常见特殊试剂的淬灭及处理Lithium Aluminum Hydride (x g): 1. 用适量乙醚稀释后冷却到用适量乙醚稀释后冷却到0 0C； 2. 慢慢加入慢慢加入

11、x mL水；水；3. 加入加入x mL 15 %氢氧化钠水溶液；氢氧化钠水溶液； 4. 再加入再加入3x mL水；水；5. 升温到室温搅拌升温到室温搅拌15分钟；分钟；6. 加入一些无水加入一些无水MgSO4； 7. 搅拌搅拌15分钟后过滤除盐。分钟后过滤除盐。 DIBAL-HDiisobutyl Aluminum Hydride(x mmol): 1. 用适量乙醚稀释后冷却到用适量乙醚稀释后冷却到0 0C；2. 慢慢加入慢慢加入0.04x mL水；水； 3. 加入加入0.04x mL 15%氢氧化钠水溶液；氢氧化钠水溶液；4. 加入加入0.1x mL水；水； 5. 升温到室温搅拌升温到室温搅

12、拌15分钟；分钟；6. 加入一些无水加入一些无水MgSO4；7. 搅拌搅拌15分钟后过滤除盐。分钟后过滤除盐。高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 常见特殊试剂的淬灭及处理常见特殊试剂的淬灭及处理Grignard Reagent常用常用sat. NH4Cl或或NaHCO3淬灭淬灭SP49b, sat. NH4Cl淬灭淬灭NBocONBocOHCH3MgBr, (1.5 eq.)12Et2O, -100C, overnightCF3NOA80%+10%BrMgCF3OHOOCF3OOBC将将反反应应液液到到入入冰冰水水中中95%将将冰冰水水滴滴

13、加加到到反反应应液液中中CF3MgBrONDENote: 注意淬灭时的加料顺序注意淬灭时的加料顺序高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry PPh3P=O常见特殊试剂的淬灭及处理常见特殊试剂的淬灭及处理PONSNEtOOCNNH2NB(OH)2NHBoc13NSNEtOOCOTfPd(PPh3)4/Na2CO31, 4-Dioxane2SP005，酸碱化处理，酸碱化处理NHOHNO1NNBocONNNNBoc2PPh3, 1.2 eq.C2Cl6, 1.2 eq.Et3N 2.0 eq.DCM, 200CovernightSP015c，先脱，先脱

14、Boc，再分离，再分离极性相对较小的产物极性相对较小的产物，可以将反应混合物悬可以将反应混合物悬浮于浮于hexane/ether的的混合溶剂中，通过非混合溶剂中，通过非常短的硅胶柱过滤，常短的硅胶柱过滤，用醚类作为洗脱剂。用醚类作为洗脱剂。 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 常见特殊试剂的淬灭及处理常见特殊试剂的淬灭及处理 From Not Voodoo Website高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 不同溶剂反应的处理不同溶剂反应的处理AcetonitrileTHF/Dioxane

15、di-/trialkylamines/pyridineAlcoholsDMF/DMSObenzene/toluene/xylene与水混溶，方便的话在后处理前预先除去与水混溶，方便的话在后处理前预先除去 与水及有机溶剂都混溶，在进行水相后处理时应先除去与水及有机溶剂都混溶，在进行水相后处理时应先除去 与水混溶，安全的做法是与水混溶，安全的做法是, 在进行水相后处理时先除去在进行水相后处理时先除去 大极性的高沸点溶剂，与水混溶，很难除去大极性的高沸点溶剂，与水混溶，很难除去 不溶于水不溶于水, 可直接萃取或先除去可直接萃取或先除去 用稀盐酸洗涤用稀盐酸洗涤 ，或用，或用10% CuSO4水溶液洗

16、涤水溶液洗涤 a) 5% LiCl (aq);b) 0.5 N HCl From Not Voodoo Website高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 萃取操作萃取操作萃取原理萃取原理萃取溶剂的选择萃取溶剂的选择 利用物质在两种不互溶（或微溶）溶剂中利用物质在两种不互溶（或微溶）溶剂中溶解度或分配比的不同溶解度或分配比的不同来达到来达到分离提纯目的分离提纯目的高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 在萃取时常常出现不分层和乳化的现象在萃取时常常出现不分层和乳化的现象 萃取操作萃取操作How

17、 can we do? 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 萃取操作萃取操作用少量溶剂多次萃取用少量溶剂多次萃取, 通常萃取的次数是三次通常萃取的次数是三次萃萃取取的的次次数数有机相水相待处理物70%30%有机相水相70%30%7 70 0% %2 21 1% %有机相水相70%30%6 6. .3 3% %9 9% %3 30 0% %2 2. .7 7% %7 70 0% % + + 2 21 1% % + + 6 6. .3 3% % = = 9 97 7. .3 3% %在得到实验结果前，有机相、水相、不明固体一律不允许丢弃。在得到

18、实验结果前，有机相、水相、不明固体一律不允许丢弃。 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 几种特殊的有机萃取溶剂几种特殊的有机萃取溶剂 萃取操作萃取操作常用于萃取大极性物质的有机溶剂常用于萃取大极性物质的有机溶剂 n-BuOH (沸点沸点117 0C, 油泵旋蒸方可除去油泵旋蒸方可除去);DCM : MeOH (10: 1);EtOAc : THF (10: 1);CHCl3 : i-PrOH (3: 1).NRNONExampleEtOAc deosnt work; DCM/MeOH = 10 : 1 works well高高 等等 有有

19、机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry ：酸碱化处理酸碱化处理 具有酸碱性基团的有机化合物，可以得失质子形成离子化合物，而离具有酸碱性基团的有机化合物，可以得失质子形成离子化合物，而离 子化合物与母体化合物具有不同的物理化学性质。子化合物与母体化合物具有不同的物理化学性质。酸碱化酸碱化原理：原理：高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry NHCOOEtClONEt3, CH2Cl2NCOOEtONHBoc2O (? eq.)MeOHNBocCOOEtNHBocLiOH, MeOHCOOHNHBocABC纯纯化化:

20、: 酸酸洗洗、碱碱洗洗纯纯化化: :1 1. .原原料料过过量量 - - - 酸酸洗洗2 2. .B BO OC C2 2O O过过量量- - -H H2 2N NC CH H2 2C CH H2 2N NMMe e2 2纯纯化化: : 碱碱性性条条件件下下，有有机机溶溶剂剂提提除除杂杂质质，再再酸酸化化酸碱化处理酸碱化处理 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 等电点等电点 - 两性离子所带电荷因溶液的两性离子所带电荷因溶液的pH值不同而改变，当两性离子正负值不同而改变，当两性离子正负电荷数值相等时，溶液的电荷数值相等时，溶液的pH值即为等

21、电点。值即为等电点。产物是氨基酸类的处理产物是氨基酸类的处理 游离的氨基酸，可以调节游离的氨基酸，可以调节pH到等电点，然后萃取或结晶。到等电点，然后萃取或结晶。 一端受保护的氨基酸，可以用酸碱倒的方法萃取纯化。一端受保护的氨基酸，可以用酸碱倒的方法萃取纯化。 NCbzNNOOBocBocNCbzNH2HOOKOH, THF, H2O12SP006, via 20 % citric acid solution 高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 产物是氨基酸类的处理产物是氨基酸类的处理 氨基酸又一提纯方法可以通过上氨基酸又一提纯方法可以通过

22、上Boc, 降低极性和水溶性后降低极性和水溶性后 再进行分离。再进行分离。NNHNH21CDINNHNO2BnBrN+NHNOBn3Br-NNHNH21CDINNHNO2BnBrN+NHNOBn4Br-(Boc)2ONNNOBoc3PurificatinNNONNCDI* SP004, CDI 副产物咪唑导致了分离的困难副产物咪唑导致了分离的困难高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 常见危险废物的销毁方法常见危险废物的销毁方法 易燃易爆或剧毒品的后处理易燃易爆或剧毒品的后处理高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic

23、 Chemistry 易燃易爆或剧毒品的后处理易燃易爆或剧毒品的后处理Example: 1Example: 2NSNEtOOCCl1-11-2NSNEtOOCOHPOCl3Py.HCl4-14-2NNNHNHRSMeODMFNNNHNHRMeO2SOmCPBASP005，倒入大量冰水中，倒入大量冰水中，EtOAc萃取萃取Example: 3NONHNONHOKCN, (NH4)2CO3EtOH / H2O, 600C2-1BnBn2-2SP009，倒入大量水中，产品析出，倒入大量水中，产品析出Example: 4N3CO2EtNClON3ONaOMe (2 eq.),MeOHNClCHO-30

24、0C to rt3-13-2(1.5 eq.)SP052a，sat. Na2CO3淬灭淬灭, Et2O萃取萃取, 在在30 0C, 用用sat. NaClO 处理水相处理水相DP，倒入，倒入sat. Na2SO3, Et2OAc萃取萃取, sat. NaHCO3洗涤洗涤高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 易燃易爆或剧毒品的后处理易燃易爆或剧毒品的后处理催化氢化常用的催化剂（催化氢化常用的催化剂（Raney Ni, Pd/C, Pd(OH)2等）等） 从高压釜抽取反应液时必须有从高压釜抽取反应液时必须有两人两人在场在场; 在快抽干时在快抽干时

25、,提前解除真空提前解除真空, 或立即加入相应的溶剂冲洗内壁或立即加入相应的溶剂冲洗内壁, 把遗留把遗留 催化剂全部抽走催化剂全部抽走; 抽滤时也不能完全抽干，快抽干时抽滤时也不能完全抽干，快抽干时,接着加反应液或空白溶剂接着加反应液或空白溶剂; 事先准备一块湿布或一杯水事先准备一块湿布或一杯水, 起火星时用湿布捂或用水灭起火星时用湿布捂或用水灭; 用过的催化剂或沾有这些催化剂的滤纸、塞内塑料垫等绝不能丢入垃用过的催化剂或沾有这些催化剂的滤纸、塞内塑料垫等绝不能丢入垃 圾桶中，应密封在容器中，用水或有机溶剂盖住。圾桶中，应密封在容器中，用水或有机溶剂盖住。 危险性：危险性：干燥时易燃，和空气或有

26、机物的气体磨擦也容易燃烧干燥时易燃，和空气或有机物的气体磨擦也容易燃烧Raney Ni Pd/C Pd(OH)2后处理要点后处理要点:高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 固体产物呈油状物一般有以下几种情况固体产物呈油状物一般有以下几种情况: a）产物很不纯）产物很不纯,有很多有很多杂质杂质；b）产物中含有）产物中含有溶剂溶剂,特别是包含了高沸点的溶剂；特别是包含了高沸点的溶剂；c）产物）产物熔点熔点较低较低,又含有一些溶剂又含有一些溶剂, 熔程变大而不易结晶。熔程变大而不易结晶。关于有机反应中油状物的处理关于有机反应中油状物的处理 问题的解

27、决方法一般有：问题的解决方法一般有：a）用低沸点的溶剂尽量把溶剂带干；）用低沸点的溶剂尽量把溶剂带干；b）高真空油泵抽气除去高沸点溶剂，含水的话，也可以考虑冻干）高真空油泵抽气除去高沸点溶剂，含水的话，也可以考虑冻干；c）加入良性溶剂（沸点较低）溶解后，再加入不良溶剂（要筛选），）加入良性溶剂（沸点较低）溶解后，再加入不良溶剂（要筛选），然后不加热缓慢旋走部分良性溶剂，若还不析出，可冷却或用超声波然后不加热缓慢旋走部分良性溶剂，若还不析出，可冷却或用超声波超一下；超一下；d）用溶剂重结晶）用溶剂重结晶 。 后处理常见问题的解决技巧后处理常见问题的解决技巧高高 等等 有有 机机 化化 学学 Advanced Organic Chemistry 后处理常见问题的解决技巧后处理常见问题的解决技巧抽滤时滤饼很黏稠，过滤速度很慢，怎么办抽滤时滤饼很黏稠，过滤速度很慢，怎么办？ 1. 打碳层，或者硅藻土层；打碳层，或者硅藻土层； 2. 加助滤剂加助滤剂 (硅胶、氧化铝、无水