【经验】有机反应的后处理

导读：在有机合成中，后处理的问题往往被大多数人所忽略，认为只要找对了合成方法，合成任务就可以事半功倍了，但是有机合成的任务是拿到相当纯的产品，总要伴随或多或少的副反应，产生或多或少的杂质，反应完成后，如何从反应混合体系中分离出纯的产品至关重要。

1. 后处理的目的和评价标准

反应后处理的目的是分离提纯得到纯的产品，主要有以下4个评价标准：

1）产品是否最大限度的保质保量得到；
2）原料、中间体、溶剂及有价值的副产物是否最大限度的得到回收利用；
3）后处理步骤，无论是工艺还是设备，是否足够简化；
4）三废量是否达到最小。

2. 后处理的常规方法

对反应混合物进行后处理的常规方法包括：过滤/旋干溶剂，蒸馏（常压/减压/水蒸气），色谱技术（TLC/柱层析），重结晶和吸附/干燥。一般做完反应后，应该首先采用萃取的方法，先除去一部分杂质，且在后处理前，推荐取一点反应液留作样品，以供对后处理好的反应液对照比较。

3. 常见特殊试剂的淬灭及处理

1）选择合适的淬灭试剂，要充分考虑到产物的稳定性以及后处理的难易程度；

2）如果淬灭过程会大量放热，须在冷却下进行淬灭；

3）不要过分依赖文献，而不对反应进行监控。只有当TLC或其他分析手段显示反应结束，才能对反应进行淬灭；

4）可能的话，后处理应在淬灭后尽快进行。

3.1 LAH：LiAlH4（Lithium Aluminum Hydride ）的后处理

在0℃加水淬灭，再加 10 %NaOH，然后过滤，详细操作步骤如下：

1. 用适量乙醚稀释后冷却到0℃； 
2. 慢慢加入x mL水；
3. 加入x mL 15 %氢氧化钠水溶液； 
4. 再加入3x mL水；
5. 升温到室温搅拌15分钟；
6. 加入一些无水MgSO4； 
7. 搅拌15分钟后过滤除盐。

3.2 DIBAL-H（Diisobutyl Aluminum Hydride）的后处理

在-78℃用3 M NaOH淬灭，升温至室温后再用3 MNaOH洗涤，详细操作步骤如下：

1.用适量乙醚稀释后冷却到0℃；

2.慢慢加入0.04xmL水；

3.加入0.04xmL 15%氢氧化钠水溶液；

4.加入0.1xmL水；

5.升温到室温搅拌15分钟；

6.加入一些无水MgSO4；

7.搅拌15分钟后过滤除盐。

【处理难点】：反应淬灭后，产生大量不溶于水的粘性铝化合物

【常用淬灭剂】：十水硫酸钠、乙酸乙酯／乙醇、水

处理要点：

1. 搅拌是否充分有效；

2. 温度是否保持得越低越好；

3. 有大量H2生成，要一直保持N2流；

4. 要加计算量的淬灭剂（每1mol的LAH加2mol的水；每1g的LAH加2g的十水硫酸钠）

3.3 Grignard Reagent的后处理
常用sat. NH4Cl或NaHCO3淬灭，将反应液倒入冰水中或者将冰水滴加到反应液中（注意淬灭时的加料顺序）

3.4 PPh3P=O的后处理

极性相对较小的产物，可以将反应混合物悬浮于hexane/ether的混合溶剂中，通过非常短的硅胶柱过滤，用醚类作为洗脱剂。

下表列举了其他几种特殊试剂的淬灭及处理方法

4. 不同溶剂反应的处理

5. 萃取操作

【萃取原理】：利用物质在两种不互溶（或微溶）溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离提纯目的。

萃取溶剂的选择：

1. 萃取溶剂的选择，应根据被萃取化合物的溶解度而定，同时要易于和溶质分开，最好用低沸点溶剂；
2. 一般难溶于水的物质用石油醚等萃取；
3. 较易溶者，用乙醚等萃取；易溶于水的物质用乙酸乙酯等萃取；
4. 每次使用萃取溶剂的体积一般是被萃取液体的1/5～1/3，两者的总体 积不应超过分液漏斗总体积的2/3。

在萃取时常常出现不分层和乳化的现象，可使用以下方法进行处理：

1. 长时间静置；
2. 加入适当的物质，使其密度差增大，对于水相，通常加入无机盐 ；
3. 因表面活性剂存在而形成的乳化，改变溶液的pH往往能使其分层； 
4. 因碱性而产生乳化，可加入少量酸破坏；
5. 因少量悬浮固体引起的乳化，可将乳浊液缓慢过滤，过滤时在漏斗里铺上一层吸附剂(硅酸镁、氧化铝、硅胶)，则效果更好; 
6. 因两种溶剂（水与有机溶剂）能部分互溶而发生乳化，可加入少量电解质如氯化钠等，利用盐析作用加以破坏;
7 对于顽固的乳化，还可用离心分离，也可加热，或向有机溶剂中加入极性溶剂（如醇类或丙酮）以改变两相的表面张力。

【萃取的次数】：用少量溶剂多次萃取，通常萃取的次数是三次；

【重要提醒】：在得到实验结果前，有机相、水相、不明固体一律不允许丢弃。

下表列举了几种特殊的有机萃取溶剂：

常用于萃取大极性物质的有机溶剂：

n-BuOH (沸点117 0C, 油泵旋蒸方可除去)
DCM : MeOH (10: 1)
EtOAc : THF (10: 1)
CHCl3 : i-PrOH (3: 1)

6. 酸碱化处理

【酸碱化原理】：具有酸碱性基团的有机化合物，可以得失质子形成离子化合物，而离子化合物与母体化合物具有不同的物理化学性质。

7. 产物是氨基酸类的处理

1. 游离的氨基酸，可以调节pH到等电点，然后萃取或结晶（等电点 -- 两性离子所带电荷因溶液的pH值不同而改变，当两性离子正负电荷数值相等时，溶液的pH值即为等电点）。
2. 一端受保护的氨基酸，可以用酸碱倒的方法萃取纯化。

3. 氨基酸又一提纯方法可以通过上Boc, 降低极性和水溶性后再进行分离。

8. 易燃易爆或剧毒品的后处理--《常见危险废物的销毁方法》

【催化氢化常用的催化剂】：RaneyNi, Pd/C,Pd(OH)2等

【危险性】：干燥时易燃，和空气或有机物的气体磨擦也容易燃烧，RaneyNi > Pd/C> Pd(OH)2

后处理要点：

1. 从高压釜抽取反应液时必须有两人在场;
2. 在快抽干时,提前解除真空, 或立即加入相应的溶剂冲洗内壁, 把遗留催化剂全部抽走;
3. 抽滤时也不能完全抽干，快抽干时,接着加反应液或空白溶剂;
4. 事先准备一块湿布或一杯水, 起火星时用湿布捂或用水灭;
5. 用过的催化剂或沾有这些催化剂的滤纸、塞内塑料垫等绝不能丢入垃圾桶中，应密封在容器中，用水或有机溶剂盖住。

9. 后处理常见问题的解决技巧

9.1 关于有机反应中油状物的处理

固体产物呈油状物一般有以下几种情况：
a）产物很不纯,有很多杂质；
b）产物中含有溶剂,特别是包含了高沸点的溶剂；
c）产物熔点较低,又含有一些溶剂, 熔程变大而不易结晶。

问题的解决方法一般有：
a）用低沸点的溶剂尽量把溶剂带干；
b）高真空油泵抽气除去高沸点溶剂，含水的话，也可以考虑冻干；
c）加入良性溶剂（沸点较低）溶解后，再加入不良溶剂（要筛选），然后不加热缓慢旋走部分良性溶剂，若还不析出，可冷却或用超声波超一下；
d）用溶剂重结晶 。

9.2 抽滤时滤饼很黏稠，过滤速度很慢，怎么办？

1. 打碳层，或者硅藻土层；
2. 加助滤剂 (硅胶、氧化铝、无水硫酸钠等);
3. 沉降法，放置一段时间，先滤上层清液 ；
4. 勤换滤纸；
5. 换用滤布; 
6. 离心法。

9.3 如何除去过量的(Boc)2？

1. 若产物极性较大，可用Hexane或乙醚萃取除去 ；
2. 加入少量N,N-二甲基丙二胺(或N,N-二甲基乙二胺)，待TLC检测过量的Boc2O (一般10:1, Rf～0.6 左右， 以碘显色) 消失后，以1 M稀盐酸洗涤 (如果担心Boc的安全就用10％的柠檬酸洗)。