研究生必备技能丨关于反应前后化合物极性判断的黄金法则

研究生必备技能丨关于反应前后化合物极性判断的黄金法则

单纯做有机合成,一般讲来,极性只针对共价键分子有意义,一旦突破共价键的范畴到离子键,极性也就失去了意义。

这个意义来源于离子键无法被定义,含离子键的物质极化率已经超脱了一定的范围。如果可以定义,那么同一类别形成离子键的化合物肯定是极性最大的化合物。

这样也可以反过来推,一些容易和金属反应的官能团或者化合物极性肯定也是很大的,比如-OH,-NH2,-COOH,-SO3H,-HCl等。

化学中有个规则,叫做“相似相溶”,所以判断了化合物的大概极性后,无论是重结晶还是做反应,选择合适的溶剂很重要!

常用溶剂的极性大概是:戊烷<石油醚<己烷<三氯乙烯<四氯化碳<甲苯<氯苯<苯<二氯甲烷<乙酸丁酯<四氢呋喃<乙酸乙酯<氯仿<甲乙酮<二氧六环<吡啶<丙酮<硝基甲烷<乙酸=乙腈<DMF<甲醇<乙二醇<DMSO<水

至于做反应TLC展开剂的选择,做的多自然也就有点经验的,菜籽觉得大概从以下方面走:

1、观察反应前后化合物官能团的变化,先分析反应官能团极性是变大还是变小。

2、观察化合物上有没有其他官能团,如果没有最好,如果有,那么反应的官能团是不是结构上极性最大的。

3、分析官能团在分子整个结构上的大概占比,就是和烷基的比例。

4、注意化合物反应前后有无特殊,比如某方是酸性盐或碱性盐的是否要游离再TLC,不稳定的中间态要不要淬灭

一般综合考量上面的要点想必心里就有个大概的谱了,选择什么溶剂比例也大概可以确定一个范围。

分享菜籽经常用的展开剂溶剂比例:

极性较小的:纯石油醚/己烷;石油醚:乙酸乙酯=50/1;石油醚:乙酸乙酯=20/1;石油醚:乙酸乙酯=10/1;石油醚:乙酸乙酯=5/1;

中等极性的:石油醚:乙酸乙酯=2/1;石油醚:乙酸乙酯=1/1;纯乙酸乙酯,二氯甲烷:甲醇=50/1;二氯甲烷:甲醇=20/1;二氯甲烷:甲醇=10/1;

大极性的:二氯甲烷:甲醇=5/1;二氯甲烷:甲醇=2/1;

超大极性的:纯甲醇,二氯甲烷:甲醇:水=5/2/0.5

……

影响化合物极性的因素除了官能团,取代基多少,结构上的母核大小等等因素影响外,分子间氢键也会影响化合物极性,这种影响一般是反认知方向的,菜籽遇到过很多,下面举一例:

如图,曾经做下图这个烷基化时,由于当时做的量大,条件上没法加热,所以室温反应了几天。

当时TLC展开剂极性选大了,导致有个杂质和产物交叉在了一起,后来NMR谱图显示稍杂,仔细再TLC后才发现上面有个帽子状杂质,经分离鉴定发现是单烷基化的产物,极性比双烷基化极性小。

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