实验设计和薄层层析

1、实验设计和薄层层析一、 设计实验1、 判断结构（脂溶性，水溶性，氧化还原性）第一步：先判断反应物和产物结构是脂溶性还是水溶性。水溶性物质指：含羟基（OH），羧基（COOH），胺基（NH2），盐（铵盐，羧酸盐）。脂溶性物质指：烃类（碳氢化合物），硝基化合物（NO2），卤代烃（F, Cl, Br），醛酮类（C=O），酰胺（CON）。再判断反应物和产物结构是具有氧化性还是具有还原性或者既有氧化性又有还原性。具有氧化性物质：烯烃（C=C），炔烃（CC），腈基（CN），硝基，酸，酯，酰胺等。具有还原性物质：醇（OH），胺（NH2），酚。既有氧化性又有还原性物质：芳烃（苯环），醛。然后根据脂溶性和水溶性选

2、择反应常用溶剂。水溶性物质选用甲醇，乙醇，DMF，DMSO；脂溶性物质选用THF，甲苯，DCM，乙腈，MTBE。根据氧化性和还原性，选择反应是否需要氮气保护及其储存条件。2、 重复实验（判断过量A、B、C）第二步：根据工艺中所有投料量的具体当量数重复实验，并根据当量数判断哪种物质过量。3、 工艺探索第三步：如果按照工艺反应，结果不理想，则采取“一锅分批”探索法。即按工艺投一锅较大量反应，然后从这一锅反应体系中按等量分成多批，每一份考察不同的反应条件。a)温度（考察结构）一份反应液可根据工艺适当升高和降低温度，但要考察其结构，升高温度时结构是否稳定。b)时间一份反应液可根据工艺适当延长和缩短反应

3、时间，要考察产品和杂质的纯度怎样变化。c)逐个增大过量量（A、B、C）一份反应液可根据工艺适当增加或降低过量物质的投量量。d)水份一份反应液可根据工艺适当人为地增加水的含量。4、 溶剂（尽量不用两相或多相体系）一般不改变客户提供工艺所使用的溶剂体系，如果经过第三步研发仍达不到理想结果，则可改变溶剂体系。但要注意：尽量不用两相或多相体反应体系另外，还可考察加料顺序，加料速度，搅拌速度，氮气保护注：整个实验过程中要注意实验数据的可比性（最好采取同一锅分多批摸索条件）二、 优化实验1、 温度尽量降低（RT）2、 溶剂量尽量减少3、 时间尽量缩短4、 反应物投料比尽量缩小5、 尽量不用一、二类溶剂（甲

4、苯，二氯甲烷，1，2-二氯乙烷等）6、 可操作性（转移，加料）高温（100），低温，易挥发性溶剂，车间不便转移物料三、 后处理1、 重结晶a) 选溶剂种类（单个或混合）取少量待结晶物分装入多个样品管中，然后分别加入常用不同溶剂（乙酸乙酯，乙腈，乙醇，正庚烷，MTBE，DCM等），用手振荡后，判断其溶解情况，如果一个样品管中仍有部分固体未溶解，则这个样品管中所使用的溶剂可作为重结晶溶剂。注：所选用溶剂要适合车间操作，乙醚不能用，易挥发性溶剂不用离心，而采用压滤；所选用溶剂要有利于产品结晶后松散易于干燥。b) 选溶剂量溶剂量以底物的3-5倍为宜。但要有利于搅拌。注：如果待重结晶的产品纯度接近你想要

5、的纯度，或者待重结晶的产品在常用溶剂中的溶解性都不好，则重结晶时产品不一定要全部溶解，只要求在溶剂中回流几小时就行。c) 结晶速度，温度，搅拌速度2、 柱层析a) 判断能否过柱过柱前要判断产品能否过柱：1、TLC显色（显色剂见第四部分）或有萤光（有二个或多个共轭双键），2、先取小样产品用所选流动相溶解，然后浓缩干，再HPLC检测是否变坏，3、对酸敏感的产品不宜硅胶过柱b) 选展开剂（乙酸乙酯会发生酯交换）展开剂常有二种体系：乙酸乙酯/石油醚（适合极性较小产品）；二氯甲烷/甲醇（较适合酸,碱,盐）。具体操作如下：1、先判断产品是脂溶性还是水溶性（见第一部分）。脂溶性产品用“乙酸乙酯/石油醚”体系

6、，水溶性产品用“二氯甲烷/甲醇”体系。2、选好极性相反的同一展开体系（如：EA/PR=1：4和EA/PR=4：1），将点好样的TLC板放入极性较小的展开体系中（EA/PR=1：4），展开剂前沿跑到TLC板的1/4 1/3时取出TLC板，根据显色和萤光判断，如果产品在原点没动，则将TLC板重新放入极性较大的展开体系中（EA/PR=4：1）同样重复上步操作，等展开剂前沿跑到TLC板的1/4 1/3时取出TLC板，根据显色和萤光判断，如果产品跑到展开剂前沿，则将二种展开剂混合，同样重复上步操作。较合适的展开剂就是二者混合物（EA/PR=1：1）。c) TLC展开好坏判断 展开剂极性较大 展开剂极性较

7、小 展开剂极性合适d) 硅胶选择硅胶类型：100200目（颗粒较大），200300目（颗粒中等），300400目（颗粒很小）。拌样用100200目硅胶，如果杂质与产品在TLC板上难分离（相隔1mm左右），则选用300400目硅胶装柱。如果杂质与产品在TLC板上较易分离则选用100200目或200300目硅胶装柱。d) 拌样（1：25）不管是固体样品还是液体样品最好都拌样（除非产品与杂质极易分开）。拌样硅胶量为拌样产品量的2 5位。e) 装柱（1：1550，干法）小柱子装柱最好用“干法”（大柱子用湿法）。具体操作：将柱子下端与真空水泵连接，开启水泵，将硅胶粉装入干净的柱子中，减压抽15分钟，加入展开剂，减压抽至展开剂前沿刚好到柱子底端时，停止减压，采用正压，直至柱中硅胶全部被子展开剂浸湿。注：尽量不用Al2O3装柱（除非产品很好分离），Al2O3颗粒较大，流速很快，来不及跟踪。如果产品含氮或极性较大，可在流动相里加极少量三乙胺，氨水或醋酸。四、 跟踪1、 每改变一种条件都应跟踪（中和，浓缩，萃取，洗涤）2、 LC（一个或多个双键），MS（负离子或正离子），ELSD（无双键）。3、 TLC：碘缸（含氮），高锰酸钾（双