时间如白驹过隙,一眨眼举例我们上次分享LAH淬灭冲料小技巧已经整整两年了。
两年的发酵,在网上看到了很多运用的视频,有时候感觉挺好笑的,总之挺开心帮助到大家的。
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今天继续系统分享一下LAH的淬灭方法。
众所周知,LAH的四个氢都是负氢,是超强的,非选择性的还原剂,按软硬酸碱理论来讲,氢化铝锂是一个标准的硬酸,优先还原羰基,亚胺,卤代烷(尤其是碘代)等硬碱官能团,不还原孤立的双键或者三建,在有机合成中主要涉及的化合物为羧酸、羧酸酯,酰胺、氰基等化合物。
因为试剂使用是过量的,所以后处理淬灭的时候会有点麻烦,一方面,体系淬灭会产生大量氢气,有冲料风险;另一方便,存在淬灭不干净,淬灭过渡,体系大量乳化等现象,导致收率大大降低。
主流上,LAH的淬灭个人用过四种方法;
1. 实验室小量反应时最推荐用酒石酸钾钠淬灭
具体操作方法为:
①反应液先冰浴冷却到0 ℃左右;然后滴加乙酸乙酯进行初步淬灭,直到不再产气体(该步骤能淬灭多余的LAH,但是会生成还原性弱的烷基铝,并不是充分淬灭);
②加入饱和酒石酸钾钠水溶液,一般超过原反应溶液体积,恢复到室温,强力搅拌一个小时,让酒石酸根螯合铝离子充分溶解进入水相;
③分离两相。
缺点:水量大,废时间,不适合放大。
2. 基于方法1,用酸代替酒石酸钾钠操作
具体操作方法为:
①原始步骤方法通用,让反应液冰浴冷却到0 ℃左右;滴加乙酸乙酯进行初步淬灭;
②准备酸水(个人习惯用稀盐酸+水,也可以用乙酸,但要浓一点),然后降温至0 ℃
③将乙酸乙酯淬灭的反应液滴加入降温好的酸水中,保证体系pH<4
④恢复室温既可以分离两相。
特点:比用酒石酸钾钠快,但要保证pH,至于适不适合工厂放大,目前没试过。
3. 用15%氢氧化钠淬灭
这个方法之前分享过,也是比较主流的方法;
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含铝试剂的处理从底层逻辑上其实就是把铝溶于水,方法无非三种:①酸式铝,以三价铝离子存在酸水中;②碱性铝,以偏铝酸盐于碱水中;③络合沉淀、溶解、或吸附。
采用碱的方法大家可能都用过,这里主要解释几个好多网友想问的高频问题(个人观点,如有错误或不同见解,请大家不吝指出)
①第一步为什么X g LAH,加X mL水淬灭?
其实计算一下物质的量就知道,1克LAH的摩尔数约为26.3 mmol,而1 mL的水约1 g,摩尔量大约55 mmol,所以这里LAH和水的摩尔比约为1:2。从反应方程式可以清晰看到,这个配比其实是为了避免了产生氢氧化铝胶体。
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当然因为LAH在反应中消耗了一点,然后水又多了一点,氢氧化铝胶体是必然会产生的,但是因为有偏铝酸盐,会分散的比较好。如果理论计算较好,少加一点,没关系的。
②为什么多此一举加X mL水,直接加氢氧化钠水溶液不可以吗?
找死行为。
如果大家淬灭过LAH,一定会发现,即使用水淬灭时,体系都会有焦糊味。
③加X mL 15%氢氧化钠的意义?能不能多加?
假定还是1g LAH,大概折算一下氢氧化钠的量大约在3.75mmoL左右,基于第一次的回答,3.75>55-(26.3*2)≈2.4,所以大概率是促使已经产生的部分氢氧化铝胶体转化,同时调节体系pH,保证体系不乳化。
至于可不可以多加氢氧化钠。这当然是可以的。但是首先你要喜提分液,然后保证底物耐受。
④最后加3X mL水的意义?
实践的结果,严格执行就好了。水加多了,体系会继续乳化,深究下去无非几个铝盐的平衡问题。
总体来看,采用该种方法时要严格执行用量。同时千万不要想当然颠倒步骤。实践中发现,采用这种后处理,不同人做出来的结果天差地别。
4. 十水硫酸钠淬灭
具体操作方法为:
①反应液冰浴冷却至 0 ℃;强力搅拌下分批缓慢投入固体十水硫酸钠,持续加料直至不再产生氢气(不要算理论量,一般投LAH重量的5-7倍),保证完全淬灭;
②升到室温搅拌 15‑30 min;
③硅藻土过滤,有机溶剂洗滤饼;合并有机相减压浓缩,得到粗产物。
特点:体系有可能还是会乳化,大量处理时比较恶心。底层逻辑就是就是不过度释放水,让反应停留在偏铝酸盐这一步,有一些改良方法,如淬灭前体系中加适量的硅藻土,都是增加过滤快捷性的。
以上,希望对大家有所帮助!
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