有机合成实用技巧:手把手教你高效筛选文献中得反应条件。
做有机合成实验,想要顺利完成某一步反应、实现想要的官能团转化,找到靠谱的反应条件是核心第一步,这时候就离不开[SciFinder](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkzMjY0MDc5Ng==&mid=2247484051&idx=1&sn=ea3a9ae17d1bfe2aa1cddbcba23ea4ce&scene=21#wechat_redirect)和[Reaxys](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkzMjY0MDc5Ng==&mid=2247484023&idx=1&sn=36406456d05343deb755410c97c78c4b&scene=21#wechat_redirect)这两大专业数据库,具体的数据库使用技巧在之前的推文中已有介绍,上文中也可以直接点击直达。
如果是单纯为了**完成常规反应、打通路线、复刻实验步骤**的话,那就和做方法学的不同,不需要太关注文献的创新点,也不用对文献内容做深度总结,核心是精准筛选、理性参考,下面这几条筛选文献的准则,每一条都是**踩坑后总结的经验。**
1.首先,不到万不得已,**不要轻信专利**文献。不管是哪个国家的专利,他们一般出于技术保护的原因,很多实验数据、操作细节都会做模糊化处理,甚至有很多会刻意隐瞒关键条件,直接照搬大概率会失败,不建议用来直接复刻反应。
2.文献来源的可信度,优先参考美、俄、中、英、法、德等这些主流化学强国的研究成果,这类研究的实验数据、操作流程可信度相对高一点;而有些国家(尤其是印度)的研究工作,即使发表在高分顶刊上,也尽量不要作为核心参考依据。
3.在筛选文献时,如果缺少完整实验操作步骤(Reaction Procedure) 的文献,一定要保持谨慎,正文没有的可以再看下SI(Support Information),有的实验操作会放在SI里。如果没有详细的加料顺序、反应温度、反应时间、后处理流程,根本无法精准复现实验条件,大概率做不出预期结果。
4.遇到以下几类反应时,一定要**慎重考虑**是否有参考价值:
第一,用到叔丁基锂这种极度易自燃得试剂或者氰化钾这类剧毒试剂,普通实验室很难满足安全操作与防护要求;
第二,反应条件非常小众刁钻,比如通过研磨、球磨等机械力作用,使反应物在固态或半固态状态下发生反应、依赖特定波长光和特定催化剂催化得反应、通过强磁场作用下,利用磁各向异性效应调控反应等这些难以达到的非常规条件;
第三,是完全违背有机合成基本常识的反应,比如违背反应机理、定位规则、官能团转化逻辑的不合理设计,这类方案一般不具备实操性。
另外,还有几类反应方法,复刻难度极大,选择时也要慎重:涉及结构复杂、稳定性极差的中间体的反应;一步反应中同时有三个及以上官能团参与转化的,比如分子内多位点同时发生偶联、多种官能团同步还原等;多步反应采用一锅法且不经过任何后处理的工艺。这类反应对实验操作、试剂纯度、环境条件要求极高,稍有偏差就会导致实验失败。
5.开始准备复刻文献反应时,也要注意:**不能只看一篇文献**,要多找同类的方法横向对比之前就遇到过一个条件是回流,但是拿不到目标产物,又查了其它类似的文献的条件都是低温或室温。查到的反应条件也要结合自己实验室的试剂、仪器、通风等实际条件,对反应条件做合理优化调整;初次尝试一定要做小剂量反应,严格按照文献参数控制温度、加料速度、反应时长等条件,不可随意更改。首次反应时要**勤检测**,有些Overnight的反应,实际1小时可能就反应完了。
6.打破一个误区:文献反应重复不出来,是再正常不过的事。有机合成反应的影响因素极其繁杂,实验室温度湿度、试剂的品牌与生产批次、加料先后顺序和速度、试剂的纯度、甚至环境光照、称量时的微小误差,都会影响反应结果。
7.关于收率,文献本身的数据就存在客观误差:产物称量时,溶剂未完全抽干、称量瓶带静电或沾有水分、样品放置位置偏移,都会导致产率数据偏高;而且不同课题组的报道的标准也不同,有的是多次实验选最优结果,有的取平均值,所以收率和文献收率有出入也属于正常现象。
更何况,我们是用文献的方法,合成自己的底物,相当于用现成的工具适配全新的使用场景,适配性不佳、实验失败都是意料之中的事。还有很多文献看似底物普适性极强,报道了数十种产物案例,实则可能是大量实验筛选后的最优结果,真实的底物适用范围极其有限;还有的反应需要特殊配体、进口试剂、专用电极,微波反应仪等,试剂、设备不匹配,实验结果也会大打折扣,甚至部分实验只有特定批次的试剂才能成功,原作者自己重复都有难度。
做有机合成,文献是**工具**而**不是标准答案**,我们通过合理筛选、理性参考、灵活调整,才是顺利推进实验的核心。