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【實驗技巧】好的后處理等于成功 | 如何進行Workup?

 化解Chem 2021-04-28

引言

很多研究人員發(fā)現(xiàn),做實驗并不難,一天開四五個甚至十幾個反應,并不算一件難事。但是,一天處理兩三個反應,保證收率的前提下純化獲得純度足夠的產(chǎn)物,往往就不是那么容易了。

為此,小編特地推出:如何進行Workup?——有效的后處理就等于成功。

一般程序

首先通過TLC等監(jiān)測手段,判斷反應進行程度,如果已經(jīng)達到預期,則可以準備后處理
著手后處理之前,先要對反應試劑、溶劑、產(chǎn)物等理化性質做到心中有數(shù),然后依據(jù)這些設計純化方法
其次,先取少量混合樣(1-5 mL)嘗試所設計的純化程序
如果嘗試可行,則使用該方法對混合物進行分離純化操作;如果沒有達到預期,則再充分考慮,重新設計并進行嘗試

舉例子

上圖是對三個混合物進行分離純化的例子。
顯然,4-氨基酚是堿性物質,水楊酸為酸性物質,4-甲氧基乙酰苯胺則是中性化合物。
根據(jù)這三個化合物的性質,很容易就可以設計出分離方法:
首先混合物有機溶劑中加入稀鹽酸水溶液,則4-氨基酚與鹽酸成鹽進入水相,水相經(jīng)堿化后萃取,即可得到4-氨基酚
隨后向剩下的有機相中加入飽和碳酸氫鈉溶液,則水楊酸成鈉鹽進入水相,該水相經(jīng)酸化后萃取,則可提純得到水楊酸
最后,剩下的有機相經(jīng)洗滌干燥后,旋蒸除去溶劑,則可得到4-甲氧基乙酰苯胺
當然,這是一個非常簡單的例子。

一般程序

1、淬滅反應,通常是往體系中加入水、或者酸、堿等

需要注意:很多時候要在低溫下進行淬滅操作

2、采用合適的溶劑進行萃取操作(常用的有DCM、MTBE、EtOAc)

有時候需要先旋除反應所以溶劑(通常是水溶性的乙腈、四氫呋喃等)

當產(chǎn)物極性較大時候,通常需要用到DCM/MeOH體系進行萃取

當使用DMF做反應溶劑時候,使用EtOAc萃取比使用DCM更能有效通過水洗除去DMF

3、在沒有純化得到產(chǎn)物之前,任何相都應該先保留

4、使用飽和食鹽水洗滌,可以有效地除去有機相中大部分水分

5、使用適宜干燥劑干燥有機相(這個步驟很多時候并非必要)

6、濃縮進行分離純化

一般的程序是通過柱色譜進行分離純化,得到所需純度的化合物

有時候可以通過重結晶或者打漿操作,即可獲得純度符合要求的產(chǎn)物


特例

1、反應完成后,冷卻過濾,即可得到產(chǎn)物(析出的固體為產(chǎn)物)

當然,有時候副產(chǎn)物會形成固體析出,產(chǎn)物則溶解在溶劑中,過濾收集濾液,濃縮則可得到純度較好的產(chǎn)品

有時候,則是向體系加入不良溶劑,則產(chǎn)物也會因此析出

2、酸性與堿性化合物縮合,得到中性化合物,經(jīng)過上述舉例子的操作方法,可以獲得純度足夠的目標產(chǎn)物。

3、有時候反應后得到的物質對水氧都是敏感的,此時最好就是在惰性氣體保護下通過蒸餾或減壓蒸餾方法,收集目標組分


評述

當然,通常情況下,大家做的實驗肯定復雜得多

因此,我們需要具體問題具體分析

針對不同的實驗,運用不同的方案進行后處理,這樣才可以簡單、快速、高效地完成分離純化操作



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