有意思的磺酰化:经历经验告诉你,工艺研究实验第一、理论第二

文摘   科学   2024-10-05 08:01   山东  
一直认为
  • 工艺研究,实验第一,理论第二,经验第三;
  • 没有大量实验的积累很难做出稳健的工艺
  • 理论是提高实验效率的手段,理论可以指导实验,但不能决定实验
  • 经验最主要的还是避免掉入坑里。

先看一个文献案例
化合物8制备化合物9
  • 文献资料显示,前期采用MsCl,主要产物是化合物9,没有提及N-磺酰化副产物
  • 后期采用Ms2O(为了降低氯代杂质),主要产物也是化合物9,没有提及N-磺酰化副产物

思考
  • 非苯胺、苯酚等,一般的伯胺、仲胺亲核性一定大于醇羟基,为什么上述案例没有提及N-磺酰化产物,从收率上看,即使有N-磺酰化副产物,也一定是量很小的杂质角色。
  • 是什么因素导致伯醇选择性好于仲胺?

再看一个小编开发的经验案例
TosCl酸酐法进行酸胺缩合
  • HNMR监控,羧基和TosCl不能完全形成酸酐,达到一定程度就不转化了。
  • 虽然如此,加入伯胺,也能完成酸胺缩合反应,推测特定环境下,胺优先和酸酐反应,TosCl优先和羧基反应,胺消耗了酸酐,促进平衡右移,继续形成酸酐。
  • 对甲苯磺酰氯和伯胺反应的磺酰胺杂质可控

下图是关键的一组试验数据
  • 水分越高,磺酰胺杂质(最右列)越大,温度越高,磺酰胺杂质越大
小结
  • 理论上,N和O,因为亲核性,磺酰氯优先和胺反应
  • 实际上,N和O,溶剂效应、位阻、温度、都可以影响这个选择性
  • 实验第一,理论第二,经验第三

分享一下这步反应的研究主题
1.1  Coupling reagent screening
1.2  XXX equivalent screening
1.3  Temperature effect on the reaction
1.4  Equivalent of Acid/TosCl effect on the reaction
1.5  Effect of Feeding mode on the reaction
1.6  Solvent volume effect on the reaction
1.7  Effect of Temperature & KF on the reaction
1.8  Effect of residual Solvent on reaction
1.9  Stress results research of XXX synthesis
a) Extending reaction time.
b) Extending XXX washing.
c) Extending drying time at 50 oC.
d) Extending concentration time at 40 oC.
1.10  Mass balance for the synthesis of XXX

留两个问题
  • 为什么没有研究胺的用量?
  • 为什么没有反应时间的研究?

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