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如何在合成实验室中快速制备HCl气体?

发表时间:2024-11-12

HCl气体,实验室中俗称盐酸气,在有机合成过程中,是一种经常用到的气体,HCl气体区别于盐酸是水溶液,HCl气体是无水的,主要用于对水敏感的反应,如Pinner反应,脱Boc保护,脱硅基保护基,脱MOM保护基等。当然可以直接买到HCl甲醇溶液,HCl二氧六环溶液,但是这些市售溶液,保质期有限,用过几次后就会吸水,开瓶一段时间的试剂,会明显影响反应效果。如果实验室中有HCl气体钢瓶,当然是最方便的,但是由于HCl气体钢瓶非常危险,如果操作不当,很容易发生事故,因此合成实验室中很少放一个HCl气体钢瓶。有没有在实验室中直接快速制备HCl气体的方法?当然是有的,下面小编就介绍几种方法,抛砖引玉,也欢迎小伙伴们提出自己的方法,大家共同学习。
一、浓硫酸+固体氯化钠
这种方法可以快速得到持续相对大量的HCl气体,适合用于需要持续通入HCl气体的反应,如Pinner反应通常在无水溶剂中(如,苯,氯仿,硝基苯,二氧六环等),在0℃下通入干燥的氯化氢气体反应。操作也非常方便,只需要将浓硫酸缓慢滴加到氯化钠固体上,生成的HCl气体,再通入浓硫酸干燥即可得到干燥的HCl气体。可以通过滴加速度来调节,出气量。制备得到的HCl气体可以直接用于反应,也可以通入冷却的各种溶液中制备所需要的HCl溶液。
也有人说,向浓盐酸中滴加浓硫酸也可以得到HCl气体,但是这种方法含水量太大,干燥效果不好。
二、甲醇+乙酰氯
盐酸气一个非常重要的应用就是脱Boc保护基,脱保护后生成的盐酸盐,浓缩后一般会得到固体,产物状态通常比三氟乙酸脱保护好。HCl甲醇溶液是最常用的脱保护试剂,在实验中,可以在冷却状态下,向甲醇中缓慢滴加乙酰氯,就可以快速得到HCl甲醇溶液。乙酰氯转化为乙酸甲酯,对反应基本没啥影响。此方法的一个缺点就是如果甲醇中含水,可能会生成乙酸,如果BocNHR脱保护后,下一步直接酰胺化,可能残留的乙酸会引起副反应生成乙酰胺。
三、甲醇+氯化亚砜
这种方法其实和方法二类似,在冷却状态下,向甲醇中缓慢滴加氯化亚砜,但是比方法二好的地方就是,避免了乙酸可能引起的副反应。另外氯化亚砜会消耗水,可以严格限制溶液体系中的含水量。
四、其他方法1、向无水氯化钙中,滴加浓盐酸,由于无水氯化钙可以形成CaCl2-2H2O, 有很强固水能力。2、氯化钠和硫酸氢钠混合加热(250℃)。

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