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有机合成中让你崩溃的瞬间:为什么不能重复别人的反应?

做合成的实验人员,不管是在企业,研究所还是高校,你做的大部分实验都是在重复曾经做过的反应,包括文献中报道的反应,别人的实验记录中的反应,甚至自己做过的反应。有机合成中让人崩溃事件之一就是不能重复别人或者自己的反应?这种情况屡见不鲜,老鸟们司空见惯。实验室中有个大家心照不宣的默契就是千万不要重复别人做过的反应,······此处省略若干字······,原因你懂得但重复实验是做科研不可避免的,有没有一些方法让你顺利的重复别人做过的反应?当然!下面我们逐条分析,并找出解决办法。

常见的不能重复他人的反应的原因,主要有以下三种:
  • 你所投反应试剂或溶剂的质量和性质、加料顺序和速率与文献中的不同。

  • 原始文献中没有详细记录一些反应的操作细节,或者记录不准确。

  • 最后一种就有意思了····,原作者的实验操作和文献或记录中的操作不同。

如果没有反应,可以尝试下方方法解决:
  • 升高反应温度。

  • 尝试在更高的浓度下进行反应。

  • 增加反应试剂的当量或催化剂的量。

  • 重新纯化原料底物。

  • 换新溶剂或重蒸溶剂。

  • 在严格无水无氧条件下进行反应,当然不包括涉及水或氧气参与的反应,具体可以通过溶剂脱气【麻省理工学院化学系----无氧操作指南】,Schlenk无水无水无氧操作解决,如果想要干燥的原料可以加入甲苯共沸除水。

反应虽然进行了,但是产率不佳:
  • 反应投料量是否和文献中相同?很多反应结果和投料量的多少关系很大,如果不能重复文献中产率,可以完全按文献中的投料量重复一下,看能否得到相似的产率。

  • 对于一些反应的关键试剂(如催化剂,丁基锂,碱,还原剂,氧化剂等),稍微多加一点。有时候实验记录的数据并不是很准确,投反应时有人可能会习惯性的多加一点,甚至会多加很多!

  • 加大监测反应的频率,如果反应完毕,马上停止反应。很多反应时间记录也不是很准确,很多记录的反应时间只是预估的大概时间,如果反应产物会不断分解的话,延长了反应时间反应会导致产率下降。

  • 加快搅拌速度,特别是非均相反应,如果搅拌不充分,会明显降低产率和反应速率。

  • 另外反应温度也要考虑,最好监测反应内温,掌握反应体系的温度。加料的快慢都会影响反应体系的温度,放热反应加入过快会导致反应温度瞬间升高,吸热反应会导致温度降低。重复文献反应的小试反应时,很可能你的反应内温会较低。另外很多小伙伴投加热反应时喜欢控制反应的外温,温度探头如果不是靠近反应瓶壁,而是靠到油浴锅底部或外面,这就会导致实际油浴的温度高于探头所测的温度。

  • 试剂的加料顺序和加料速率也有影响,甚至有些情况下非常重要,但是文献中可能忽略这些情况,如果我们没有考虑到的话,可能会影响反应结果。

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