如何进行有机合成反应和项目安排，听药明老员工怎么说 - 知识概念 - 实验与分析

如何进行有机合成反应和项目安排，听药明老员工怎么说

赵桂芝 0 2021-04-28

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有机合成药明康德

有机合成是指利用化学方法将单质、简单的无机物或简单的有机物制成比较复杂的有机物的过程。在我们的实验室工作中合成是比较危险的岗位,如何防范风险,安排工作?看看药明康德老前辈的经验吧。反应的设置1、前期准备首先,熟读文献:实验步骤,文献正文及该反应的相关内容。理解相关此反应的机理,了解和预见出现的现象和副产物。对所需的试剂和溶剂的特性有充分的了解。毒性?易燃?t-BuLi

有机合成是指利用化学方法将单质、简单的无机物或简单的有机物制成比较复杂的有机物的过程。在我们的实验室工作中合成是比较危险的岗位,如何防范风险,安排工作?看看药明康德老前辈的经验吧。

反应的设置

1、前期准备

首先,熟读文献: 实验步骤,文献正文及该反应的相关内容。理解相关此反应的机理,了解和预见出现的现象和副产物。对所需的试剂和溶剂的特性有充分的了解。毒性?易燃? t-BuLi, LAH, MeI,POCl3有完全相同的文献实验步骤,首先严格按照文献方法投料。没有时则根据机理和反应式,找到类似的反应设置反应。

2、设备仪器的选择

检查玻璃仪器和反应设备。玻璃仪器有无裂痕,加热器是否正常可用,铁架台是否稳固。正确选择玻璃仪器和搅拌子的大小。均相反应,液面< 2/3 ;非均相,回流或气体的产生< ½,无水无氧的反应时更应注意。搅拌装置的选择: 机械搅拌>2 L的固液反应,强力搅拌: >3 L的均相;250 mL～2 L; 磁力搅拌: 25～250 mL。

3、投料

想清楚投料比: 试剂昂贵与否, 是否有利于后处理和纯化。总之,要基于反应的机理上来选择。反应溶剂的使用: 一般是底物的浓度严格控制在0.3～0.5 mol/L。对Neat 反应要混合均匀。加料次序: 原则是固体物或液体物加入到液体物中。注意放热反应防止喷料。控制好温度,尤其是低温的反应更应注意。

4、反应的具体细节

有气体产生和需要通入气体的反应一定要有气体导出装置。切记不可将反应体系为完全封闭的。注意尾气的吸收。酸,碱性的出气口应在装置的最高处。需控温的反应 (低温,加热和反热的反应)。要用温度计至于多口瓶上,要内外温都要监控 !热浴的选择: 尽量用油浴易控温,50～160度> 160度用电热套或沙浴,冷却反应: 0度, 碎冰;-5～-18度,冰盐浴( NaCl, NaNO3);-50～-78度,干冰丙酮,-78～-100度乙醇液氮。无水无氧操作: 玻璃仪器要烘干(120度左右), 瓶口处用橡胶塞以便注射器的使用。要氮气置换至少三次。用重新处理的溶剂。

无水无氧操作中物料的转移:

有机金属试剂的量取和转移:取少量时用注射器,要用氮气球置于试剂瓶上避免负压,大量使用时用聚四氟乙烯导管氮气压出。NaH,LAH, Na, K, Li的使用(注意安全使用!):

取LAH 时不可用铁制勺,用木制或塑料的。Na, K, Li保存于石蜡油或煤油中,使用前用石油醚洗涤。催化加氢反应: 一定要做好氮气和氢气的置换(至少三次)。Pd/C,Re-Ni易于自燃!

5、反应的跟踪和检测

检测反应是反应成功的关键,检测手段: TLC 是最重要简便直接的。NMR是终极手段,其它还有LC-MS, HPLC, GC, GC-MS, IR, UV, X-Ray等辅助手段。

何时检测: 可通过实验现象,温度的变化,颜色的变化,气体或沉淀的析出等。一般反应半个小时要检测, 从快速到慢的反应,可从几分到几小时内检测,过夜反应: 过夜前后要检测。

6、反应的后处理和产物的纯化

后处理是根据反应物质的物理化学性质进行的,先通过萃取(主要是除去大部分的盐,高沸点极性溶剂等),酸碱洗.过滤等得到粗产品。粗产品进一步精制一般通过重结晶,柱层析,Pre-HPLC,Pre-TLC, 蒸馏,升华等.其中重结晶,柱层析是最重要的手段!掌握好这两个手段是合成技能提高的重要标志。

项目安排

合理安排项目: 小试和放大要交叉进行,保持二者的连贯性. 项目需优化的要一次性想到文献中提到的所有方法,集中起来平行反应.切不可等一个小试完了再进行下一个. 时间是最重要的!!!

没有接触的反应最好上午做,便于跟踪反应,4～5个小时未进行完且转化率低时可考虑改变反应条件,如提高反应温度。

1、小试和放大

(1)小试:小试非常重要!

从毫克到数十克不等,一般满足项目后面4～5步以上的反应,且每步要留有几十毫克的标准样品, 最好是要有核磁谱图, 尤其是新的项目关键中间体必须有正确核磁谱图方可进行放大实验。

小试操作必须严格,尤其是对金属试剂参与的反应一定要用新制干燥的溶剂。

小试一定要有结论:严格按照文献后处理操作不擅自改动。是否得到目标物,产率如何,分离纯化方法是什么等。

(2) 放大:放大要非常谨慎!

小试得到正确结论后方可放大,第一次放大到十倍. 谨记:不可盲目放大.不可把原料一次性放大,否则出了问题无法挽回! 要循序渐进.可平行几个反应,集中后处理.

严格按照小试的条件对前一两步中间体的制备,如果是反应简单,产率高的,原料廉价的可不经过小试直接放大,节约宝贵的时间!!但反应要严格监控.

(3)项目进行中的原则:

优先选择已有的文献方法.鼓励有自己的想法。

路线和工作计划确定后不可轻易更改。

要准确计算起始原料的用量,避免从头来过。

最好是每步中间体要得到纯品,不可将粗品进行到底.特别是在最后一步反应前,中间体必须进行纯化!

总结

从现象和本质上理解反应.

设置要合理

检测要及时

后处理要小心

纯化手段要省事

小试非常重要, 放大要非常谨慎!

项目安排要流畅。

责任编辑：展源

审　　核：何发

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