Скрытые опасности в синтетической практике

форум для специалистов в области органической химии
organic chemistry issues discussion for professional scientists
Аватара пользователя
SIG
Сообщения: 3936
Зарегистрирован: Вс ноя 28, 2004 11:48 pm

Re: Скрытые опасности в синтетической практике

Сообщение SIG » Вс авг 26, 2018 11:38 am

По моему опыту обычная проблема с уксусной кислотой при низких температурах - ее кристаллизация. На маленьких пробах это не мешает, но вот на больших может наглухо заклинить мешалку и даже ее сломать. Хотя не знаю, насколько здесь эта проблема выражена.

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 6568
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Скрытые опасности в синтетической практике

Сообщение Phobos » Вс авг 26, 2018 11:43 am

Она здесь учтена, именно во фразе "Add 133 g NaCN in small batches, maintaining the temperature at 15oC." Ниже ~ 12 С действительно может начаться затвердевание уксусной кислоты, а еще чуть раньше цианид начинает приклеиваться ко дну реактора сплошным слоем, что тоже нехорошо. Но при 15 все ОК, взвесь перемешивается, кислота не твердеет.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 2083
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Скрытые опасности в синтетической практике

Сообщение ChemNavigator » Вс авг 26, 2018 2:45 pm

Раз в этой реакции присоединение идёт по азоту, - то почему авторы пошли через цианид, а не взяли ацетонитрил например?

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 6568
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Скрытые опасности в синтетической практике

Сообщение Phobos » Вс авг 26, 2018 2:49 pm

Ацетонитрил даст после разборки ацетамид вместо формамида. Но в принципе, такая реакция тоже существует. Возможно, выходы меньше и чистота ниже.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 2083
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Скрытые опасности в синтетической практике

Сообщение ChemNavigator » Вс авг 26, 2018 7:01 pm

Ацетамид можно гидролизовать, а потом посадить метил (через тот же формамид или др. путём). Я не думаю что с ацетонитрилом выход будет ниже, т.к. в этом случае в растворе нет балластных солей (ацетат и сульфат Na), образующихся из NaCN, да и кипит ацетонитрил гораздо выше - можно не бояться перегреть смесь, не говоря уже о токсичности.
Касательно вопроса - в ВП про камфен написано: "Its mid-19th century use as a fuel for lamps was limited by its explosiveness.", может это имеется в виду?

Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1622
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Re: Скрытые опасности в синтетической практике

Сообщение Magic Methyl » Вс авг 26, 2018 7:42 pm

Я думаю что проблема могла возникнуть на этой стадии:
Replace the cooling bath and maintain a temperature of 20oC. Carefully add 3 liters water, stirring vigorously. After two hours of stirring at room temperature, extract with 2 x 500 ml, and 1 x 200 ml chloroform. Wash the organic phase with 2 x 500 ml water, then with 5% NaHCO3 solution (2x500 ml).
Осадок солей - сульфата/гидросульфата вероятно малорастворим в реакционной смеси. Для гомогенизации
реакционной массы перед экстракцией её необходимо разбавить большим объемом воды, при этом вероятно
должно произойти выделение продукта (масло, творог, порошок, гель? в методике ни слова) и частичный/или
полный гидролиз HCN - время перемешивания, указано с расчетом кол-ва циановодорода, может быть 2-х часов
для больших масштабов недостаточно, и при экстракции часть HCN попадает в органическую фазу. А дальше,
при промывке хлороформного экстракта может выделяться вместе с углекислотой.
Ну это как гипотеза, строго не судите :)
С уважением.
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 6568
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Скрытые опасности в синтетической практике

Сообщение Phobos » Пн авг 27, 2018 7:17 am

Органическую фазу действительно получают со следами HCN, потом со всеми предосторожностями моют бикарбонатом, отгонка на ротавапоре тоже в тяге и т.д. - это стадии я не описывал.
Но вообще-то Вы очень правильно раскусили проблему (поздравляю, коллега :)! ). Она именно на этой стадии. При этом самом добавлении воды "upon vigorous stirring" в какой-то момент весь продукт (ранее хорошо растворимый в смеси кислот) вываливается одним большим вязким комком. А термокапель, как на всех среднего размера реакторах - стеклянная запаянная трубка, вставленная в крышку. Довольно длинная, то бишь плечо рычага большое. И удар этого комка по термокапелю может бодро сломать шлиф, в который этот термокапель вставлен. И получаем реактор с HCN при 20 С, сильнокислой средой и сломанным шлифом, который придется как-то грудью закрывать.
Мы как-то это просекли, и после первого слабого удара сразу остановили мешалку, пока эта медуза только зарождалась. Поняли в чем дело, выматерились, включили мешалку медленно и добавили внутрь хлороформ. Когда сгусток растворился, включили мешалку сильнее, довели гидролиз до конца уже в бифазной форме.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 6568
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Скрытые опасности в синтетической практике

Сообщение Phobos » Пн авг 27, 2018 7:23 am

ChemNavigator, все Ваши замечания по выбору синтетического метода вполне уместны, но в этой теме речь не об этом.
Насчет взрывоопасности камфена - ну, тут он в растворе и быстро расходуется, да и взрыв вообще-то в любых количествах неприятен, и в моих глазах именно с эффектом масштабирования не связан. Кроме того, я подчеркнул в самом начале, что реакция общая, и проблематичность методики будет верна для любых алкенов.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

Аватара пользователя
SIG
Сообщения: 3936
Зарегистрирован: Вс ноя 28, 2004 11:48 pm

Re: Скрытые опасности в синтетической практике

Сообщение SIG » Пн авг 27, 2018 10:15 am

Ну для этого надо представлять конструкцию реактора. Скажем, в большой колбе просто будет шар, который мешалка будет гонять кругами. Неприятно, но не смертельно. термометр, конечно, может свернуть, это правда. Мы этих шаров насмотрелись вдоволь, когда ставили циклизации с ПФК в 2-3 литровых колбах.

Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1622
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Re: Скрытые опасности в синтетической практике

Сообщение Magic Methyl » Вт авг 28, 2018 10:34 am

Phobos писал(а):
Пн авг 27, 2018 7:17 am
Но вообще-то Вы очень правильно раскусили проблему (поздравляю, коллега :)! ). Она именно на этой стадии. При этом самом добавлении воды "upon vigorous stirring" в какой-то момент весь продукт (ранее хорошо растворимый в смеси кислот) вываливается одним большим вязким комком. А термокапель, как на всех среднего размера реакторах - стеклянная запаянная трубка, вставленная в крышку. Довольно длинная, то бишь плечо рычага большое. И удар этого комка по термокапелю может бодро сломать шлиф, в который этот термокапель вставлен. И получаем реактор с HCN при 20 С, сильнокислой средой и сломанным шлифом, который придется как-то грудью закрывать.
:deal:
Было что то аналогичное, - правда такой опастности как у Вас не было, скорее просто неприятность, ведущая к снижению выхода и чистоты продукта. По патенту US было необходимо выполнить защиту пуринового атома азота на одном модифицированном азотистом основание. Реакция проводилась при комнатной температуре в DMSO, в присутствии безводного поташа. По прошествии суток реакционная масса разбавлялась водой, и продукт выпадал в виде светло-желтого хорошо оформленного осадка. Проверили на небольших загрузках, все идет отлично :) . Экзотерма контролируется, осадок выпадает, и тд.
Поставили на большую загрузку. Реакция прошла нормально, а как только стали разбавлять водой, - осадок не выпадает :) ! Добавили больше воды, - итог - продукт выпал в виде пластилинообразного творога, так как в нем
было много исходного ацилирующего реагента (масло), который гидрофобным слоем покрыл кристаллический осадок. Разумеется фильтровать подобное безобразие было сплошным удовольствием.
И только на второй раз, когда ставили большую загрузку, пришли к выводу, что нужно проводить разбавлении в обратном порядке, лить не воду в реактор, а реакционку медленно сливать в большой объем воды при хорошем перемешивании. Так и сделали. Результат получился прекрасный - хорошо фильтруемый, гранулированный осадок. Вывод - то что практически не имеет значения на малых масштабах, имеет решающее значение при масштабировании.
С уважением.
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

Ответить

Вернуться в «органическая химия / organic chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 15 гостей