背景介紹
攪拌子是合成實驗中不可或缺的一類器材,當(dāng)然你可能會說可以用搖床代替,但是攪拌子的普適性更廣。
無金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng),或銅催化的反應(yīng)代替其它貴金屬如鈀催化的反應(yīng)都是比較吸引人的研究方向。因為金屬催化的反應(yīng)所需催化劑用量較少,即使有微量的殘留也有潛在催化反應(yīng)的可能。在學(xué)校期間就關(guān)注過,說某某金屬能代替某某金屬催化反應(yīng),最終實驗證實是金屬純度不夠,含有微量的其它能催化反應(yīng)的金屬。所以后來,無金屬催化,或鐵銅代替鈀等催化劑催化的反應(yīng),必須要測試反應(yīng)參與物或催化劑的純度,不然會存在很大的潛在風(fēng)險,包括撤稿和造假。
文獻(xiàn)解讀
最近,來自俄羅斯科學(xué)院的Valentine P. Ananikov團(tuán)隊于美國化學(xué)會頂級期刊ACS Catal.(ACS Catal. 2019, 9, 3070?3081)撰文分析了被污染的攪拌子,可能會影響你的反應(yīng),下圖是新的攪拌子和用過一次的攪拌子的對比,該攪拌子所攪拌的反應(yīng)的Pd/C催化的Heck反應(yīng)。
一般情況下,新的攪拌子都是白白的,而用過的攪拌子形狀和顏色就豐富多彩了,下圖是一些用過的有耗損的攪拌子的形貌特征,有顏色變化的,有劃痕的,有凹痕的,和裂縫的。
掃描電鏡顯示這些凹痕等大多纏結(jié)著聚合物長絲,而X射線光譜顯示,這些長絲可能會富集金屬顆粒,包括鈀,金,鉑,鈷或鐵等。Valentine P. Ananikov表示實驗室中幾乎所有的攪拌子都受到不同程度的污染。
為了證明用過的攪拌子對化學(xué)反應(yīng)有潛在的影響,作者以Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)為例進(jìn)行了闡述,從下圖可以看出,該類偶聯(lián)反應(yīng)在無Pd/C和新的攪拌子的作用下,不發(fā)生反應(yīng)。而在無催化劑,和使用用過的攪拌子的條件下,可以催化反應(yīng)。
來自倫敦帝國理工學(xué)院的Mimi Hii發(fā)現(xiàn),即使鈀的濃度低至百萬分之五,仍然表現(xiàn)出活性,所以他們一般用王水清洗攪拌子,而一般的學(xué)生或化學(xué)工作者只用有機(jī)溶劑或水去洗滌。來自美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的有機(jī)化學(xué)家Vladimir Gevorgyan表示:微量金屬可能會與其他金屬進(jìn)行作用,從而改變反應(yīng)機(jī)理,因此問題不太可能局限于鈀化學(xué)。
總結(jié)
(1)當(dāng)你正在開開心心準(zhǔn)備發(fā)一篇高檔次的金屬催化文章時,你是否需要考慮使用全新的攪拌子再做一次。
(2)當(dāng)你已經(jīng)發(fā)表了一篇高檔次的金屬催化文章時,你是否需要考慮使用全新的攪拌子再做一次。
(3)做過Pd/C催化的儀器設(shè)備,用來做不對稱氫化反應(yīng)?
舉一反三
除了臟兮兮的攪拌子會影響反應(yīng),臟兮兮的瓶子,臟兮兮的勺子會影響反應(yīng)么?歡迎大家留言討論!