化学合成入门攻略

化学合成入门攻略

前言：本攻略偏工艺，偏实际应用，理论方面不做过多的讲解。不懂的地方请翻阅《基础有机化学》。大致分为试剂篇，反应操作篇，分析检测篇，和后处理篇。

试剂篇：介绍常用的溶剂，碱，酸，氧化剂和还原剂。

溶剂：溶剂根据极性可以分为三大类:

非极性溶剂：THF,DCM,EA,dioxane,toluene......

偶极溶剂：DMF,DMSO,ACN,acetone.....

质子溶剂：水，甲醇，乙醇.....

一般来说，质子溶剂有利于SN1反应，偶极溶剂有利于SN2反应。

在偶极溶剂中，亲核性顺序是F-＞Cl-＞Br-＞I-，在质子溶剂中相反。

DMF:

N,N-二甲基甲酰胺,对大多数有机物有着很强的溶解性，沸点高。常用作SN2反应的溶剂，或者用于高温反应，或者在底物在其他溶剂中溶解性差的时候也会使用。溶剂用量一般3~4V，反应结束后加3倍量的水稀释，然后用EA或者MTBE萃取。

DMF也可以作为甲酰化试剂在芳环上引入甲酰基，另外DMF中可能有少量的二甲胺会导致胺甲基化的副产物生成。

DMA：

N,N-二甲基乙酰胺，和DMF类似。沸点更高。

DMSO：

二甲基亚砜，和DMF类似。

DMSO还可以作为氧化剂参与一系列的氧化反应，比如Swern氧化，用DMSO将醇氧化成醛。NMP:

N-甲基吡咯烷酮，和DMF类似。

ACN:

乙腈，常用于SN2反应作溶剂。乙腈和水混溶，但是能和盐溶液或者碱液很好的分层。THF:

四氢呋喃。除了作为一般溶剂，还常用在氢化钠，格氏试剂，丁基锂等强碱参与的反应，由于这类反应怕水，应当注意严格控制水分（一般要控制溶剂水分0.1%），并做好氮气保护。

2-Me-THF：

甲基四氢呋喃。与THF不同的是，THF和水混溶，而甲基四氢呋喃和水是分层的（但是能溶解16%的水）。所以用甲基四氢呋喃可以简化后处理，但是缺点是甲基四氢呋喃比较贵。

DCM:

二氯甲烷。常用的反应溶剂和萃取溶剂。沸点低，和水不互溶（溶解4%的水）。注意后处理分液的时候有机层在下层（其他大多数有机溶剂在分液的时候都是在上层）

注意DCM在强碱性下会生成卡宾，可能导致一些副反应生成。

注意DCM虽然属于低毒，但是由于其沸点低，易挥发，对人体的危害仍然不可轻视。

氯仿：

三氯甲烷。禁用，毒性太大。可以用DCM代替。

EA:

乙酸乙酯。常用的反应溶剂和萃取溶剂。注意碱性条件下容易水解，导致分液时乳化。EA虽然与水分层，但是EA中能溶解10%的水。所以在用EA萃取后，有机相往往需要用卤水洗一下再干燥以除去水分。

IPAc

醋酸异丙酯。和EA类似。与EA相比，相对不容易水解，对水的溶解度也更小。缺点是贵。MTBE

甲基叔丁基醚。常用的反应溶剂和萃取溶剂。相比于EA，它对DMF和水的溶解度更小，所以在处理DMF反应的时候，用MTBE作为萃取溶剂比用EA要容易除去DMF。缺点是味道很不友好。

Et2O

乙醚。禁用，易爆。可以用THF，MTBE等代替。

Toluene

甲苯。和水共沸是它最大的特点。常常在一些生成水的可逆反应中，用分水器除去反应中的水而使反应正向进行。后处理中用甲苯共沸除去产物中的水也是常用的操作。

MeOH:

甲醇。常用的反应溶剂和结晶溶剂。在加氢，硼氢化钠还原等反应中往往作为首选。甲醇/水体系是常用的结晶体系。

EtOH：

乙醇，和甲醇类似。基本无毒。

IPA

异丙醇。和甲醇类似。IPA常单独作为结晶溶剂。

PE

石油醚，过柱子用溶剂，有时候也用来做结晶溶剂或者打浆溶剂。

Hep

正庚烷，和PE类似。不同的是，PE是多组分的混合物，正庚烷是单组分的化合物。在放大生产中，多使用Hep来代替PE。Hep/EA是常用的结晶体系。

Hep和水共沸，有时候抽滤含水物料的时候，会用Hep来淋洗，使得物料中的水分更容易被烘干。

碱：包括有机碱和无机碱

有机碱：TEA，DIPEA，DBU，NMM，醇钾，醇钠，烷基锂，格氏试剂......

无机碱：氢化钠,氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化锂，碳酸钾，碳酸铯，碳酸钠，碳酸氢钠....... TEA：

三乙胺。常加入反应中作为缚酸剂。和水互溶，有机相里的三乙胺可以用水洗掉。在过柱子的时候，有些碱性化合物挂柱，可以通过在洗脱剂里添加0.5%的三乙胺来帮助洗脱。

DIPEA(或DIEA):

二异丙基乙胺。与三乙胺类似。不同的是，DIEA的空间位阻较大，在一些情况下，使用DIEA 可以避免手性化合物消旋。

KHMDS:

六甲基二硅氨基钾，强有机碱。常用的是它的THF溶液。类似的还有NaHMDS,LiHMDS，HMDS.强弱依次递减。

t-BuOK：

叔丁醇钾。强碱，常用于拔羟基的氢，来构建醚。用的多是固体，搭配四氢呋喃使用，市场上也有卖溶液。叔丁醇钾本身较为安全，但是如果叔丁醇钾的固体粉末和易燃物（比如脱脂棉）放在一起，还是会自燃的。

丁基锂：

有正丁基锂，仲丁基锂，叔丁基锂三种。强碱，常用来拔碳氢形成碳负离子。一般使用的是它们的溶液。在空气中极度易燃，使用时需要做好严格的氮气保护和防护措施。如果发生泄漏着火，立刻用沾上冰乙醇的抹布盖上。（用液氮冷却至-50℃以下的乙醇，切忌用常温的乙醇）。

很危险，放大中尽量避免使用。

淬灭反应可以用氯化铵溶液，冰醋酸，稀盐酸等。低温淬灭可以减少消旋。

格氏试剂：

有广泛的作用，主要是与羰基反应，在结构中引入各种烷基，比如用乙烯基溴化镁引入乙烯基。