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2025-11-01
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请注意,本文编写于 35 天前,最后修改于 35 天前,其中某些信息可能已经过时。

报告同志们一个好消息,保守路线的研究有了一些进展。2-氯丙酸的水解反应看起来像是一个弱酸制强酸的反应,但是氯化氢的挥发能力又弥补了这一点,以至于什么都不加,水量足够就可以加热达到一个很高的转化率。但是要想达到足够的温度敞开体系自然是不行的,封管又导致了氯化氢留在体系之中,也许会对反应的转化有不好的影响,当然这都是后话,目前需要找到一个合适的催化体系,降低水的用量方便后续分离,降低温度省去封管,如果温度降不下来也有连续流反应的操作。总之第一是催化效率,第二是减少溶剂量,第三是降低温度。

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在试探性的开了几组反应之后,我得出一个结论,水和二甲亚砜这种东西的量越大就越能促进反应的进行,当然不可能真无限加入这两种东西。很明显在加入当量的DMSO之后转化率突飞猛进,当然这个东西很坏,高温反应产生硫醚这种令人不快的物质,还有超高的沸点和不明所以的副产物。

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这个时候聪明的同学就要问了,诶你怎么没有做什么都不加的对照组呢,这确实是一个巨大的疏忽,导致走了弯路。同志们请看,只加当量的二甲亚砜居然转化率都高的不行,只加亚化学计量就无事发生。那么我们自然想到水加多了是不是也会出现这个情况,降低水量才能验证催化剂的催化活性。

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此时我们的反应仍然是经典的1mmol底物搭配1ml水,我决定将水的量进行一组对照实验。结果不出所料,水越多转化率越高,那么我们现在可以提出两个假设,一是NMO这个东西确实有催化活性,但是需要大量的水辅助,二是NMO没有任何催化效果或是很小,水本身具有推动反应的效果。很遗憾,后一个假设是正确的,可惜不信邪做了好几组实验才真正意识到这一点。

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意识到水具有推动反应的作用之后,削减水的用量,尝试更多化合物自然成了研究的重点。减少一半的水,发现NMO果真没有显著的催化效果,什么都不加的对照组都有高转化率,水仍然需要进一步减少。当我看到这些实验结果时一度以为实验出错,直到重复之后仍是这个结果,才意识到水的作用之大。

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经过探索之后,三甲基胺氧化物具有一定的催化效果,使用这个条件去做了一组封管和回流,结果是高温封管和回流效果恰好是一致的。并且我制取了一系列胺的氧化物,可以看到氧化三甲胺其实效果也很一般,在这一组反应中出现了两位大能,一位是廉价的二甲基苯胺,达到了84.69%,另一位大能是2262三联吡啶,达到了惊人的94.22%。(无特殊说明,催化剂用量均为10%)三联吡啶被前人用的差不多了,把瓶子翻了个底朝天勉强能再刮出1mmol再投一组反应验证活性。

于是扩大反应到100mmol的底物,水量缩减到最初的1/10,可以看到什么添加剂都不加在扩大十倍反应之后转化率急速下降。而缩减到1%的三联吡啶氧化物竟然仍然具备42.53%的转化率。看看其他的物质中,吡啶、二联吡啶、甲基吡啶、溴吡啶都没有太过人的反应活性,而三联吡啶竟然出奇的高,难道有什么诡异的螯合作用在发力?

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况且三联吡啶因其特殊结构,氧化效果仍未可知,究竟是三联吡啶本尊在作用,还是三联吡啶的某种氧化物在作用,这些都需要进一步的实验验证。三联吡啶根据文献记载,因其具有三个吡啶N,氧化后会产生一氧化物、二氧化物、三氧化物,这四种东西的核磁谱图相互重叠会给定量分析带来麻烦,水体系的氧化程序也会为柱层析分离带来麻烦。

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在本场实验中的所有氧化三级胺,均采用双氧水氧化,且不经纯化直接投入使用。mCPBA虽好,但会多一步分离间氯苯甲酸和氯仿的操作,且氧化剂的苯环遮挡产物谱图会很麻烦。

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同志们上次聊到的左倾路线最新进展就是,我成功合成并分离了13二羰基化合物中间体,但下一步的歧化反应仍然不得其法。这玩意有时间再去弄吧,开一组反应麻烦的要死。中间体的核磁特征氢谱为9.0ppm的醛峰,以及环上三个亚甲基和一个次甲基,峰面积比为1:2:2:2:1,杂峰为氯仿、DCM、剩余底物、乙醇、乙醚。

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孩子们敬请期待下一期更新。

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本文作者:徐锴

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