有哪些有機反應在教科書里很美好,但是在合成實驗中很不實用?

「美好」就是在書里看起來很簡潔方便的樣子。


這是一個連中學生都知道的反應式:乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱反應生成乙酸乙酯。

化學方程式簡潔優雅,看起來方便易行。直到大二有機化學實驗,我才真正親手製備乙酸乙酯,也成為我大學時代最難忘的一次實驗……

那天我們提前了半小時開始實驗,老師快速過完實驗,讓我們趕緊開始:「今天實驗反應時間很長,你們趕緊開始,盡量八點前能結束。」

搭儀器、稱樣品、開始反應。

到這裡一直是 easy 模式,接下來就只有四個字——控制溫度

由於反應需要控制在 110~120℃ 之間,從下午兩點到晚上八點整整六個小時我們需要做的就是:觀察溫度計、溫度高了移開電熱套、溫度低了把電熱套加高、重複、重複、重複……

在我看來,「控制溫度」簡直是和「背誦全文」可以齊肩的恐怖四字短語。大概到了下午六點,烤著 32 個火爐的實驗室燥熱難耐,我開始想要冰鎮可樂冰鎮雪碧冰鎮全世界。忍了半個多小時,我轉過頭,跟搭檔說:「你幫我看下火,我出去買兩瓶可樂。」

於是我脫了實驗服,溜出實驗樓,跑到小賣部買了兩瓶可樂,一邊往回走一邊享受著碳酸飲料對味蕾的刺激。

回到實驗室,我發現,我的圓底燒瓶黑了——碳!化!了!

辣雞濃硫酸!毀我青春!頹我精神!

年少無知的我,抱著全黑的圓底燒瓶找到老師:「老師,我的產物好像碳化了……」

老師看了一看:「你這個只能重做了。」

暴哭!一下午的控制溫度就這樣白費了?

老師:「要是別的實驗就算了,但我們下節實驗課是乙酸乙酯的精製,你沒有產物怎麼做?明天下午你沒課吧?正好另外一個班要做這個實驗,你跟著一起吧。」

於是我又一次,花了整整一下午,搭儀器,稱樣品,控制溫度,製備乙酸乙酯……

史稱,一瓶可樂引發的血案。

P.S. 記得那次實驗大家產率都很低,最厲害的學霸姐產率也不到 10% ……

P.P.S. 直到今天,一想到那次實驗,就覺得自己轉行的決定是對的,我果然不是被實驗之神眷屬的女子。


呵呵,有機實驗這種東西怎麼能用坑爹來形容呢?那是祖宗,得做前三柱香,完事去還願的供著。以至於我一直覺得,能徹底摸透一類反應的人是不可能存在的……

因為涉及到一些保密內容,所以化合物名不能說,大概說說可能都遇到過的情況吧。

  1. 敗家反應寫的好輕鬆啊,160 度迴流 70 小時。用轉子怕消磁用攪拌棒怕掉的,高溫反應害怕出事還得放個人盯著,怕停水怕停電怕掉進去東西怕干鍋,能不糟心么?

  2. 硼氫化-氧化反應,別的路線被人保護了,只能用硼烷四氫呋喃,能想想那心情么?幾十升的用啊,玩命的通風,帶上防毒面具照樣擔心硼烷!坑死了,這敗家反應誰發明的?

  3. 分液的時候乳化了你們知道是什麼心情么?知道嗎?加鹽沒用加熱不行的,還老子產物!!
  4. 實際生產了,會考慮一個叫雜質的東西,偏偏有個神經病穩定三批時一批不如一批。過了好久突然某人靈機一動,是不是特么起始物料有問題,那貨可能吸水變性什麼的。結果精製一下效果好了。這玩意哪本書跟你說?
  5. 書裡面大多數會告訴你有什麼東西產生,可是晶型你要自己摸啊,有的東西只要晶型 A 可偏偏產物裡面 ABCDEFG 的一群祖宗晶型在那裡等著你啊,轉吧,查文獻吧,能找到一個靠譜的就算謝天謝地了。
  6. 產物前面都不錯最後一步成鹽變成一個糖豆裹了不少雜質你丫幾個意思?換個溫度就好了偏偏那個範圍溫度都讓人專利保護了有多痛苦你知道么。
  7. 重結晶本來應該有大量晶體析出的東西不析出了,同樣的條件上一組還行呢這一組就是死活不析出了,這算什麼事啊。
  8. 有機化學永遠在你失敗了之後有個理論站在你身後抱著肩膀嘿嘿笑……


Wurtz-Fittig Reaction


大家先來根據教科書猜猜這個反應的主產物是什麼吧,過幾天我來公布答案,這大概是我做過的最坑的反應了。

*********1月18日更新************

好了,不賣關子了,這個反應我重複了不下20次(為了得到它的副產物)

主產物是這樣的:

這個產率能夠穩定在50-60%


謝 @月下黃昏 邀請。

就這幾個吧:

1、酸與醇脫水成酯。做的方法都是用EDCI, DIC(DCC), HOBt, CDI等活化試劑的,酸加熱脫水時不好做的(5,6-環內酯除外)。

2、H-X對雙鍵或三鍵的馬氏加成反應(即走碳正機理)。這個反應由於碳正這種中間體自身可發生的反應較多經常會不那麼好做,當然個體系比如萜類中的常見的異丙烯基還是相對容易做的。

3、E2消除。這個協同反應時需要軌道匹配較好才能發生的,往往需要高溫強鹼。在複雜體系下經常不是那麼好用的。


美好指的是什麼……個人做過有機實驗無一例外都是坑爹的


Mitsunobu


慢慢更新,實驗室非工業的

1.叔丁基鋰

非常非常容易發生事故,最近剛有一UCLA學生中招直接掛了UCLA chemist to stand trial for safety violations linked to Sheri Sangji death

2.PCC氧化

出來的產品黑糊糊的一坨,各種溶劑,產率不高還難處理,而且用完一次可以直接換瓶子了,根本洗不掉

3.F-C烷基化,以其多變的重排而出名,教科書上學的很理想,該怎麼重排怎麼的,但實際根本不是那麼回事,實驗室基本不用(updated:2014.6.7)


我在學有機化學時,需要做到不多的有機化學實驗。

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主要用到的試劑

在做糖類鑒別反應時

其中有以下的反應

1.名稱 :塞李凡諾夫(Seliwanoff )反應

原理: 這是單糖裡面的顏色反應,因為 Seliwanoff是間苯二酚的鹽酸溶液。區別醛糖和酮糖。

書上:在酮糖[遊離的酮糖如果果糖或含有酮糖的雙糖]的溶液中,加入試劑,加熱很快出現紅色(??是多久),此時醛糖溶液沒有變化。

事實:我等待的時候,反覆加熱用水浴實際100°c,接近10min——未知忘了時間,紅色的結果剛開始根本沒有到磚紅色,只是淡淡的紅色,經過強烈的震搖後,才得到這種磚紅色。所以是緩慢變化才能出現紅色呀 。而醛糖沒有變化在我做的實驗是存在誤差,看第一、二個,分別是葡萄糖和麥芽糖 原諒我做實驗沒有計算好量·····丟人了。不是沒有變化,而是微黃色的狀態。,老師說可能是麥芽糖污染了,但第一個葡萄糖怎麼解釋呢,可能是我的失誤。但在照片看來,它呈現的微黃狀態。

2. 名稱:澱粉水解反應

原理:澱粉通過熱處理後,可以分為直鏈澱粉或者是可溶性澱粉,還有一部分支鏈澱粉。直鏈澱粉通過范德華力使碘與澱粉形成藍色配合物.而變成糖原後遇碘顯紅色?(紅色是30s不褪色的紅還是一瞬間的紅色呢?)

書上:澱粉通過酸或酶的作用下逐步水解成糖原,(顏色 淡紅色)

事實:這個實驗,我做了4次都是這個顏色,書上說直鏈澱粉溶液遇碘會顯深藍色。加熱時有短暫無色,冷卻又復現了,加了溶劑 但是就是不出現淡紅色。

(我覺得是個人問題時,請教老師說,一般情況下會出現的)

謝謝 @胡凌昊 的解惑,把答案補充下來

澱粉不會在澱粉酶逐步水解為糖原,糖原的合成是一個生物體內的複雜過程。澱粉酶水解的產物可以被稱為糊精,之所以呈現紅色是因為聚合度降低的緣故。聚合度低於20的糊精顯紅色。

3. 名稱:莫立許(Molisch)反應

原理:單糖、低聚糖、和多糖都有此反應。常用於糖類鑒別

書上:在糖類水溶液加入a-萘酚的酒精溶液,然後沿著試管緩緩加入H2SO4,不要震搖,使密度較大的濃硫酸沉到試管底部。則在濃硫酸和糖溶液交界處出現紫色環(完整么?懷疑)

事實:沒有完整的紫色環哦···試了幾次,下面還有沉澱沒有溶解。 特別是第三個,完全沒有,第一、二。四個 明顯些。不過雖然是這樣我還是最喜歡這個實驗,華麗麗的各種紫色!很漂亮

總結:我的實驗結果太渣了哈哈,本來是學渣。出來丟面的。這是糖類的三個反應,如有不對,敬請高手建議指教。

(未完待續。)


看這個問題出現在消息里就來答一發。。感覺上很少有某一類反應一定是必然很好做的,同一類反應往往有那種好做的不行的,不用無水無氧,攪一攪就能反應完,板子上還只有一個點的;也有那種因為底物奇葩導致反應各種困難篩一大堆條件產率還不超過30%的。。

講一個我親身經歷的例子,這破反應是某種取代環戊酮和烯丙基溴結構的底物(似乎五元環酮的α烷基化都不是特別好做,出於不可描述的原因),做一個酮的α位烴基化,儘管這兩個底物位阻都偏大,然而直覺上講這種SN2的反應應該巨好做,一開始用NaH/THF條件,板子上也很乾凈只有一個新點,然而柱子過出來打核磁發現是一堆亂七八糟根本沒法解的東西(其中一個底物有TBDPS保護,核磁里苯基信號還在,叔丁基信號沒了)。後來改用LDA仍然不行,之後一氣之下選了各種鹼如NaH/LDA/t-BuOK,溶劑用THF/甲苯/DMF,一通排列組合,發現只有t-BuOK/THF這個條件是相對乾淨的,然而過出來產率還是只有30%左右。。

拿這個條件篩溫度和t-BuOK的當量,發現只有在t-BuOK加到1.2eq-1.3eq附近,在室溫25℃下反應是最理想最乾淨的。。一旦t-BuOK少於1.1eq,兩種原料都反應不完;一旦t-BuOK多到1.5eq以上,或者溫度高於40℃,就會拿到大量叔丁醇負離子進攻烯丙基溴的產物。。。如果不做實驗,難以想像這種簡單反應要把條件控制到這麼精確的地步。。

這裡還涉及到一個操作上的玄學,在往鹼溶液里滴加底物之後,反應液會慢慢變黃,一定要在某個黃得差不多的時間點加入烯丙基溴,就像這種杏黃色。。

一旦在不合適的時間點加了底物,比如攪的時間少了變成淺黃色,或者攪久了變成橘黃色,產率都會變得不忍直視。。。


PCC氧化醇為醛,據我老師說,「就像翔一樣」


我目前做過最坑爹的估計是mCPBA環氧化……控制條件不說,如果產物不幸在間氯苯甲酸那拖得長長的一條帶里的話,那就有得分了,反正我是沒洗掉過……摔……

---------------------------------------------謝謝大家好意的分割線---------------------------------------------------------------

很多時候見氯苯甲酸是可以洗掉的,但底物也有極性大的時候嘛。我們不能光做二苯乙烯氧化,是吧……


實際產率永遠和文獻里的理論產率差上不止一半的路過……以前做9,10-二苯乙炔基蒽,理論產率34%,產物抽濾出來損失一些,重結晶損失一些,乾燥完算了一下實際產率9%多一點= =


太多了。。。比如最近害我苦苦不能入眠的Grignard reaction

http://en.wikipedia.org/wiki/Grignard_reaction


高中課本上,酯化和水解,就是個基本地不能再基本的反應了,可是呢,其實水解反應都不容易做,特別是什麼什麼的甲酯之類的,都很難水解,又加上是個可逆的反應,沒個高溫迴流幾天,估計是不行的。


很多人名反應,你做題寫了感覺好牛逼一步到位,最後做起來嘛都不是。


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