유기 합성 기술 및 개발-용매 선택

5. 1 소개

용제 유형:

A.? 양성자 용제, 물, 에탄올, 아세트산, 암모니아와 같은 수소 공급용 용제,

B.? 수소 수용 용제 (루이스 알칼리), 물, 트리 에틸 아민, 에틸 아세테이트, 아세톤 및 DMF；;

C.? 극성 비 양성자 용매 또는 DMSO, DMF 및 디메틸 아세트 아미드 DMAc； 와 같은 "비 히드 록실 용매"; 을 눌러 섹션을 인쇄할 수도 있습니다

D.? 염소 메탄, 염소 모조 및 사염화탄소와 같은 염소 알칸 용제;

E.? 헥사 플루오로 이소프로판올과 같은 플루오로 카본 용매;

F.? 헥산, 이소옥탄 및 톨루엔과 같은 탄화수소 용매;

G.? 이온 성 액체;

H.? 초 임계 이산화탄소와 같은 초 임계 가스.

용질이 용제로 둘러싸인 과정을 용제화, 물의 용제화를 수화라고 한다. 용제화 값은 이온 주위의 용제 분자의 수를 가리킨다. 일반적으로 용제화 정도는 전하 수가 증가하고 이온 반경이 감소함에 따라 증가한다. 한 종의 반응성은 용제화가 감소함에 따라 증가한다. 용제화 분자가 반응물을 차단하고 전하를 분산시키기 때문이다. 분자의 일부는 다른 용제에 더 쉽게 용해될 수 있다. 예를 들어, DMSO 와 같은 극성이 균일한 비양성자 용제는 용제화 양이온으로 다른 부분의 음이온이 더 쉽게 반응하게 한다. 일반적으로 상전이 촉매제 (PTC) 로 사용되는 관도 양이온과 복합체를 형성하여 음이온 부위를 더욱 활발하게 한다. 용제 혼합물에서, 두 용제는 분자의 다른 부분을 용제로 만들 수 있으므로, 혼합용제의 용해성은 어떤 단일 용제보다 낫다. 수산화나트륨 용제화 감소가 반응성에 미치는 영향은 고체 수산화나트륨 (삼분자수화물) 의 알칼리도비 15% 수산화나트륨 (1 1 분자수화물) 의 알칼리도가 500% 높다는 명백한 예가 있다. (PTC 는' 나체 음이온' 을 발생시킨다고 하지만 소량의 물, 특히 고체상 전이 반응이 필요하다고 한다. 발전상 이동 촉매 과정에서, 수분 함량은 중요한 매개변수이다. ) 용제화는 용제를 선택할 때 고려해야 할 많은 중요한 요소 중 하나이다.

용매를 신중하게 선택하는 것이 중요합니다.

A. 장비와 운영자에게 안전하고 무해한 대규모 생산 조건을 제공합니다.

B. 용제의 물리적 및 화학적 성질 (예: 극성, 비등점, 물 혼용성) 은 반응률, 2 상 분리, 결정화 효과, 비등 또는 건조 고체를 통한 휘발성 성분 제거에 영향을 줍니다.

C. 혼합물의 점도와 같은 기타 물리적 및 화학적 특성은 품질 및 열 전달, 부산물 형성 및 물리적 운송에 영향을 미칩니다.

D. 용제 회수 및 재사용의 어려움은 제품 비용 (CoG) 에 큰 영향을 미칩니다.

가장 좋은 용제는 반응산물을 직접 결정화할 수 있어야 한다.

빠른 프로세스 확대를 위한 용제를 선택하는 핵심 원칙은 균일반응이 일반적으로 다상 반응보다 훨씬 빠르고 쉽게 확대된다는 것입니다. 균일하지 않은 조건이 필요한 경우 용제와 반응 조건을 선택하여 반응 혼합물이 액체이고 쉽게 혼합될 수 있도록 해야 합니다. 전통적인 수소반응에 대해 효과적인 휘핑은 액체-고체-가스 분산 시스템이기 때문에 매우 중요하다. 많은 경우, 산물의 분리는 반응을 촉진시켜 계속 진행할 수 있다. 침전물이나 기름을 형성하는 것이 아니라 결정을 내릴 수 있는 것이 가장 좋다. 이 경우 원료가 관련될 것이다.

일부 반응 과정에는 다상 조건이 유리하다. 다상 조건은 반응을 가속화하거나 반응 조건 하에서 산물의 분해를 줄일 수 있다.

상전이 촉매제는 일반적으로 두 가지 용해되지 않는 용제에서 사용되며, 반응은 유기상이나 인터페이스에서 발생한다. 때때로 탄산칼륨과 같은 염기는 고체-액상 이동 촉매반응에도 사용된다.

일부 발전된 다상반응에서 원료는 반응이 진행됨에 따라 용해된다. 일부 반응은 처음부터 끝까지 중단되었다. 팀에 어느 정도 용해되는 용제를 선택하면 수상에 에탄올이나 DMSO 를 넣어 반응하는 등 반응 효율을 높일 수 있다. 일부 반응, 이질적 조건도 부작용을 증가시킬 수 있다.

Schotten-Baumann 반응은 일반적으로 아미드의 대규모 제조에 사용된다. 특히 아민은 아세틸염소나 무수물과 축합한 다음 알칼리 용액으로 생성된 산을 중화한다. 만약 알칼리를 넣지 않으면, 몰량을 기다리는 아민과 염소반응의 이론적 수율은 50% 에 불과하다. 유기용제를 넣지 않으면 제품 아미드가 석출되어 원료와 섞이기 때문에 일반적으로 유기용제를 사용한다. 물과 섞이지 않는 유기용제를 사용하면 수해 시약 및 산물의 분해를 줄일 수 있다.

디클로로 메탄에서 세라미드 염소를 제조하려면 좀 더 세심한 조작이 필요하다 (Vilsmeier 시약 은 디클로로 메탄에 용해될 수 있지만, 반응은 열을 방출하고 산물은 쉽게 바깥으로 꺼진다). DMF 는 염소를 준비하는 데 적합하지 않으며, DMF 와 염화 시약 모두 이메틸아미노메틸염소 (DMCC) 를 형성하여 μg/mg 수준에서 동물에게 발암 작용을 한다.

Schotten-Baumann 커플 링 반응은 pH 8 이상에서 진행되며, 아세틸염소는 가수 분해되기 쉬우며, 브롬락톤의 형성과 외소화를 볼 수 있다. 하지만, pH 가