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实验室高效氨基取代反应技术应用指南


一、基础问题三连击

??Q1:氨基取代反应到底是个啥???
说白了,就是给有机分子装个"氮基开关"。比如把苯环上的氯原子换成氨基(-NH?),就像给普通灯泡升级成智能灯泡,化合物的性质立马大变样。实验室常用的Buchwald-Hartwig偶联反应就是个典型例子,拿钯催化剂咔咔一顿操作,氯苯变苯胺比煮泡面还快。

??Q2:为啥非要搞氨基取代???
问得好!2019年《药物化学杂志》统计过,86%的上市药物含氨基结构。这玩意儿能提升水溶性、增强靶向结合,还能当后续修饰的把手。就像造房子先打地基,氨基就是那个关键地基。

??Q3:怎么判断反应成功了???
三招搞定:

  1. TLC显色直接看(茚三酮喷雾一喷变蓝)
  2. 核磁共振氢谱找信号(氨基附近的质子峰像心电图一样明显)
  3. 质谱测分子量(数值对得上就稳了)

二、实战场景通关秘籍

??场景1:选反应条件像点菜??

  • 催化剂选钯还是铜?看钱包厚度!钯催化剂(比如Pd(OAc)?)效率高但贵,铜催化剂(CuI)便宜但反应时间长
  • 溶剂用DMF还是甲苯?DMF适合高温反应(100-150℃),甲苯适合温和条件(60-80℃)
  • 配体选Xantphos还是BINAP?前者适合大位阻底物,后者对电子缺陷芳环更友好

??场景2:催化剂用量玄学??
记住这个黄金比例:5%催化剂+10%配体+2当量碱。去年我们实验室用这个配方做喹啉氨基化,产率从52%飙到79%,隔壁组都来偷师。

??场景3:后处理躲坑指南??
遇到产物难分离?试试这三板斧:
① 加硅胶搅拌吸附金属残留
② 用饱和NH4Cl水溶液淬灭反应
③ 过短硅胶柱时换极性大的展开剂(乙酸乙酯:石油醚=3:1)


三、翻车救援现场

??问题1:产率低得像过山车???
检查三个隐形杀手:
? 原料是否受潮结块(尤其芳基卤化物)
? 惰性气氛有没有漏气(氮气球瘪了赶紧换)
? 磁子搅拌速度够不够(转速低于500rpm容易局部过热)

??问题2:副产物多到怀疑人生???
上绝招——加分子筛吸水!特别是用DMF作溶剂时,扔4?分子筛进去,副反应能减少40%。上次做吡啶氨基化,没加分子筛产物纯度68%,加了直接飙到92%。

??问题3:产物总带着金属味???
试试这个洗涤套餐:

  1. 10%柠檬酸水溶液洗两遍
  2. 饱和食盐水洗一遍
  3. 无水硫酸镁干燥过夜

独家数据放送

2023年我们实验室内部测试发现:用2-二环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯(SPhos)作配体时,邻位取代芳烃的氨基化效率比常用配体高3.8倍。这个发现还没公开发表,看到就是赚到!

下次遇到难啃的邻位底物,记得试试这个冷门配体。搞科研有时候就像开盲盒,指不定哪个搭配就爆出惊喜呢?

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