超低温反应是有机合成研究者经常会遇到的反应,比如丁基锂拔氢和溴、Birch反应均要冷却到-78°C下进行,如此低的反应温度,经常让研究者因如何搭建低温反应装置而头疼。
目前普遍使用的低温方法非常原始和粗糙,即通过一个杜瓦瓶作为保温杯,用液氮或干冰作为冷却介质,研究者通过温度计来探测温度,决定是否需要添加冷却介质。该方法在研究反应可行性方面起到了一定的积极作用,但其缺陷严重,主要总结为以下几个方面:
1、 温度波动大,对反应不利,副产物增多;
2、 只能完成简单的实验操作,局限性大;
3、 反应重现性差;
4、 只能做小量的反应,对中式或放大指导意义不大;
5、 实验员工作量大,需要不断补给低温介质,不适合耗时长的反应。
因此,该方法已经远远不能适应当今有机合成研究的要求了。随着科技的的进步,超低温循环油浴在一定程度上解决了低温反应的难处,但也因其固有的局限性不能满足实验者的各种需求,主要表现在以下几个方面:
1、 超低温循环油浴并非反应釜,实验者需要在油浴上手动搭建反应装置,灵活性差,不能完成操作复杂的反应,无法实现自动化;
2、 如果实验者需要做全自动合成完成复杂的反应,需要额外购买全自动合成仪配合使用,但价格非常昂贵,难以普及。
针对以上低温反应的瓶颈,英国Syrris公司新推出Atlas超低温合成仪,极大解决了研究者做低温反应遇到的各种问题,通过电冷却,可达-10℃到-80℃的温度,无需任何冷却介质(液氮、干冰、硅油),兼容实验室zui常使用的圆底烧瓶,同时,可连接Atlas软件和其它模块,完成更加复杂的合成功能,如设定温度加料,pH监测和控制。目前,该技术**,*国内低温合成仪器的空白。
详细信息请登录:
http://syrris.com/batch-products/atlas-cryo-reactor
Atlas超低温合成仪的应用:
1、 丁基锂拔溴后的取代反应
有机合成中利用率zui高的低温反应就是丁基锂试剂参与的这种取代反应,正丁基锂n-C4H9Li在-70°C的低温下拔取噻吩环上的溴,大约耗时1h,然后与溴代物进行耦合。利用Atlas超低温合成仪,的温度控制使拔溴过程的副产物少,通过注射泵抽取正丁基锂到反应瓶中,避免了正丁基锂与空气中的氧和水分接触而自燃。
2、Birch还原反应
由于Na溶于液氨中会比发生较剧烈的放热反应,因此把温度控制在-78°C很重要,利用Atlas超低温合成仪,可以的控制反应温度。
Atlas超低温合成仪还可运用在以下几类低温反应中:
1、 格氏反应
2、 傅-克反应
3、 迈克尔加成
4、 重氮化反应
5、 羟醛缩合反应