酰氯都对水敏感吗?能不能过柱子?

学术   2024-10-10 08:08   广东  

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酰氯是最重要的酰卤,是有机合成反应中的常用中间体之一。酰氯到底怕不怕水,能不能过柱子一直是让合成从业者最为头痛的问题,所以真相究竟是怎么样的?
本文将结合个人经验,简单总结一下,如有不对的地方,请大家多多提意见。

从事合成工作多年,个人实验室能接触到的酰氯总体可分为四类,即碳酰氯,磷酰氯,磺酰氯,硝酰氯;其中前三者可能用的最多,后者可能大部分人没听说过,当然除此之外可能还有一些亚型,如亚磺酰氯,亚硝酰氯等。

除了这些直观一眼就能看出来的酰氯之外,其实还有一些我愿意称之为“类酰氯”的存在,这类在机理研究中高频出现,其中最出名的应该就是Vilsmeier 试剂,大体理解可以运用共振原则指导。

还有就是一种碳酰氯的前体需要了解一下——三光气,因为是固体,好称量,稳定且刺激性较小,在工业上有比较好的应用前景!

我个人认为酰氯能不能过柱子,怕不怕水,受以下二点情况影响。

1、有没有强吸电子基团稳定氯原子;

氯具有较强的电负性,在酰氯中表现出强的吸电子诱导效应,与之相连的基团如果在电负性上压制不住,就会导致氯的易离去,从而不稳定。

如羰基酰氯,氯与羰基的共轭效应很弱,所以碳酰氯中C-Cl单键比氯代烷中C-Cl单键还要长,造成羰基碳是极度的缺电子中心,强亲电试剂,很容易被有亲核能力的物种攻击,离去-Cl,自然怕水,也不能过柱子。

三氯氧磷中,磷酰的吸电子能力本来也是可以的,但是“贪心不足蛇吞象”,多要了两个,所以也不稳定,怕水,不能过柱。这点二乙基亚磷酰氯就能充分认识到自己的定位,做的很好。

磺酰氯和硝酰氯因为有磺酰基和硝基这种强吸电子基存在,所以在标况下一般都是非常稳定的,和水较难反应,之前的分享中也提到过,甲磺酰氯甚至可以保存在水中(参考:投反应之前,你有注意试剂的含量是多少吗?)。

最近菜籽还做了一个磺酰氯,最终盐酸水中拿出来的,可以用来佐证上述事实;

在磺酰氯和硝酰氯中,如果有一个氧原子不愿意为爱发电了,那么影响还是比较大的,直接会导致所形成的亚型酰氯超级不稳定,如氯化亚砜,亚硝酰氯。

2、酰氯整体官能团的占比

酰氯的稳定与否还和酰氯部分的官能团占整个分子的比例有关。这个大家合成工作中可能会遇到,比如羰基酰氯本来是很不稳定了,但是遇到个分子量4/500以上的含杂原子酰氯分子过柱一点问题都没有,为什么?

我认为有两个原因:①分子上的其他官能团,尤其是杂原子对其有稳定作用,②自主能动性降低,就好比曹阿瞒“挟天子以令诸侯”,名义上“酰氯”还是“酰氯”,但你只是个“法人”,后面还有一大帮子董事会!

其他原因还有什么,欢迎大家在评论区补充,我们将在下个版本更新时予以说明!

其他:

1、本处的过柱子特指硅胶柱,网友补充可以过凝胶柱,用乙腈,丙酮,氯仿等洗脱,个人没用过!

2、酰氯的提纯 简单的酰氯靠减压蒸馏提纯,如三氯氧磷,氯化亚砜,正戊酰氯等;固体酰氯可以通过冷冻干燥,氮气氛围下过滤或离心;

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有机合成大菜籽
一线有机合成工作者💀专注于合成化学领域🥼分享一些书本上没有的合成经验技巧⚖️助力年轻人少走弯路💡
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