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有機(jī)定制合成操作經(jīng)驗(yàn)分享2018-10-30

選擇玻璃儀器和攪拌子:(1)均相反應(yīng):物料不超過容器體積的?2/3;(2)非均相、回流或者產(chǎn)生氣體的反應(yīng):物料不超過容器體積的小于 1/2,無水無氧的反應(yīng)時(shí)更應(yīng)注意。

攪拌裝置的選擇:(1)機(jī)械攪拌:物料體積>2 L?的非均相體系;(2)強(qiáng)力攪拌:物料體積>3 L?的均相反應(yīng)和 250 mL~2 L?的非均相體系;(3)磁力攪拌:25~250 mL。

反應(yīng)溶劑的使用:一般底物濃度嚴(yán)格控制在?0.3~0.5M;對(duì)?Neat??反應(yīng),物料必須混合均勻。

加料次序:固體物或液體物加入到液體物中,注意放熱反應(yīng)防止噴料,控制好溫度,尤其是低溫的反應(yīng)更應(yīng)注意。

反應(yīng)的具體細(xì)節(jié)

(1)有氣體產(chǎn)生和需要通入氣體的反應(yīng)一定要有氣體導(dǎo)出裝置,切記不可將反應(yīng)體系為完全封閉的.

(2)需控溫的反應(yīng)?(低溫、加熱和放熱反應(yīng)):要用溫度計(jì)至于多口瓶上,要內(nèi)外溫都要監(jiān)控 !

(3)熱浴的選擇:盡量用油浴易控溫. 50~160?度;> 160?度用電熱套或沙浴;冷卻反應(yīng):0?度用碎冰冷卻;-5~-18?度用冰鹽浴( NaCl-NaNO3);-50~-78?度用干冰/丙酮;-78~-100 度乙醇/液氮。

(4)封管反應(yīng):

(5)無水無氧操作:玻璃儀器要烘干( 120?度左右), 瓶口處用橡膠塞以便注射器的使用;要氮?dú)庵脫Q至少三次;用重新處理的溶劑。

有機(jī)金屬試劑的量取和轉(zhuǎn)移:取少量時(shí)用注射器,要用氮?dú)馇蛑糜谠噭┢可媳苊庳?fù)壓.??大量使用時(shí)用聚四氟乙烯導(dǎo)管氮?dú)鈮撼?

(6)NaH,LAH,Na,K,Li?的使用:注意安全使用!取 LAH?時(shí)不可用鐵制勺,用木制或塑料的;Na、K、Li?保存于石蠟油或煤油中,使用前用石油醚洗滌。
(7)催化加氫反應(yīng):一定要做好氮?dú)夂蜌錃獾闹脫Q(至少 3?次);Pd/C、Re-Ni
易于自燃!

選反應(yīng)的跟蹤和檢測

檢測反應(yīng)是反應(yīng)成功的關(guān)鍵。檢測手段:TLC?是最重要簡便直接的;NMR是終極手段,?其它還有 LC-MS、HPLC、GC、GC-MS、IR、UV、X-Ray?等輔助手段。

何時(shí)檢測可通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,如溫度和顏色的變化,氣體或沉淀的析出等。一般反應(yīng)半個(gè)小時(shí)要檢測;從快速到慢的反應(yīng),可從幾分到幾小時(shí)內(nèi)檢測;過夜反應(yīng):??過夜前后要檢測。

?定制合成反應(yīng)的后處理和產(chǎn)物的純化

后處理是根據(jù)反應(yīng)物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行的。
先通過萃取(主要是除去大部分的鹽、高沸點(diǎn)極性溶劑等)、酸堿洗、過濾等得到粗產(chǎn)品。
粗產(chǎn)品進(jìn)一步精制。一般通過重結(jié)晶、柱層析、Pre-HPLC、Pre-TLC、蒸餾、升華等;其中重結(jié)晶、柱層析是最重要的手段!掌握好這兩個(gè)手段是合成技能提高的重要標(biāo)志!

?工作安排

合理安排工作小試和放大要交叉進(jìn)行,保持二者的連貫性。項(xiàng)目需優(yōu)化的要一次性想到文獻(xiàn)中提到的所有方法,集中起來平行反應(yīng)。切不可等一個(gè)小試完了再進(jìn)行下一個(gè),時(shí)間是最重要的!!!

沒有接觸的反應(yīng)最好上午做,便于跟蹤反應(yīng);4~5?個(gè)小時(shí)未進(jìn)行完且轉(zhuǎn)化率低時(shí)可考慮改變反應(yīng)條件,如提高反應(yīng)溫度。
小試和放大

小試:小試非常重要!從毫克(mg)到數(shù)十克(g)不等,一般滿足項(xiàng)目后面 4~5?步以上的反應(yīng),且每步要留有幾十毫克的標(biāo)準(zhǔn)樣品,最好是要有核磁譜圖,尤其是新項(xiàng)目關(guān)鍵中間體必須有正確核磁譜圖方可進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)。

小試操作必須嚴(yán)格,尤其是對(duì)金屬試劑參與的反應(yīng)一定要用新制干燥的溶劑。

小試一定要有結(jié)論:嚴(yán)格按照文獻(xiàn)后處理操作不擅自改動(dòng),是否得到目標(biāo)物,產(chǎn)率如何,分離純化方法是什么等。

放大:?放大要非常謹(jǐn)慎!

小試得到正確結(jié)論后方可放大,第一次放大到十倍。謹(jǐn)記:不可盲目放大!不可把原料一次性放大,否則出了問題無法挽回!要循序漸進(jìn),可平行幾個(gè)反應(yīng),集中后處理。

嚴(yán)格按照小試的條件。

對(duì)前一兩步中間體的制備,如果是反應(yīng)簡單,產(chǎn)率高的,原料廉價(jià)的可不經(jīng)過小試直接放大,節(jié)約寶貴的時(shí)間!!!但反應(yīng)要嚴(yán)格監(jiān)控。

項(xiàng)目進(jìn)行中的原則

優(yōu)先選擇已有的文獻(xiàn)方法,鼓勵(lì)有自己的想法。

路線和工作計(jì)劃確定后不可輕易更改。

要準(zhǔn)確計(jì)算起始原料的用量,避免從頭來過。

最好是每步中間體要得到純品;不可將粗品進(jìn)行到底,特別是在最后一步反應(yīng)前,中間體必須進(jìn)行純化!

總結(jié)

從現(xiàn)象和本質(zhì)上理解反應(yīng).

設(shè)置要合理,檢測要及時(shí),后處理要小心,純化手段要省事,

小試非常重要,放大要非常謹(jǐn)慎!

項(xiàng)目安排要流暢。

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