溶剂选择:THF相关知识

2024/1/9 10:41:54 作者:小满

四氢呋喃(tetrahydrofuran,简称THF)是有机合成中常用的溶剂,特别适用于一些特殊反应的必备溶剂,例如格氏试剂和正丁基锂等。相比于乙醚,四氢呋喃是一种更安全的替代品,其毒性较低,受国际药典委员会(ICH)的限制,限制其残留量最高为720ppm。

反应应用

四氢呋喃在反应中具有较好的溶解能力,对于大部分脂溶性物质都能溶解,对于一些极性大、水溶性的物质也有溶解能力。同时,它对强酸敏感,但对弱酸和碱稳定。因此,四氢呋喃成为大多数有机合成反应中常用的溶剂。

另外,四氢呋喃还具有良好的稳定性,可以在格氏试剂、LDA(亚细亚丁基锂)、丁基锂、叔丁醇金属等试剂参与的反应中充当溶剂。在使用四氢呋喃作为溶剂时,需要注意检验是否存在过氧化物残留物,并考虑其内含的稳定剂BHT对反应的影响。

由于四氢呋喃的沸点适中,因此可用于加热反应。但需要注意的是,在后处理时要考虑到其具有的一些劣势。

后处理方面

在后处理方面,尽管四氢呋喃和水互溶,但与盐水或密度较大的水溶液可以分层。为了实现分层,通常需要加入盐水辅助。即使能够分层,通常也会带有残留的水。因此,在反应底物具有较好稳定性的情况下,通常会先浓缩去除四氢呋喃,然后再进行液液分离。在浓缩四氢呋喃的过程中需要考虑过氧化物的形成风险。同时,由于四氢呋喃对水结晶能力较差,所以在结晶过程中常会加入惰性有机溶剂。

与2-甲基四氢呋喃相比,四氢呋喃价格较为便宜。然而,四氢呋喃无法与水直接分层,需要采用其他方法进行分离。

衍生杂质的问题

开环案例1

四氢呋喃作为亲电试剂,氧气参与下,可以和格氏试剂反应。

四氢呋喃开环案例1

开环案例2

还原硝基过程产生了杂质8a

推测杂质8a形成过程:不锈钢和碘形成碘化镍,和硼氢化钠作用得到硼化镍,在氢气存在下,还原硝基得到苯胺,苯胺再和四氢呋喃反应(或者四氢呋喃的酸性开环产物)得到杂质8a。

四氢呋喃开环案例2

其他开环案例

四氢呋喃参与反应情况和甲基叔丁基醚相似,强酸性下,四氢呋喃和氢溴酸反应开环,产生4-溴-1-丁醇或者1,4-二溴丁烷。

单质碘和THF会发生作用,产生潜在致突变杂质4-碘丁醇。

THF在氢溴酸条件下,开环产生溴代物。

参考文献

1.Org. Process Res. Dev. 2020, 24, 2814−2829;

2.Org. Process Res. Dev. 2020, 24, 286−293;

3.Org. Process Res. Dev. 2021, 25, 1215−1236;

4.Org. Process Res. Dev. 2012, 16, 1947−1952

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