注意:你的攪拌子可能需要王水洗一下
攪拌子是合成實驗中不可或缺的一類器材,當然你可能會說可以用搖床代替,但是攪拌子的普適性更廣。
無金屬催化的偶聯反應,或銅催化的反應代替其它貴金屬如鈀催化的反應都是比較吸引人的研究方向。因為金屬催化的反應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的可能。在學校期間就關注過,說某某金屬能代替某某金屬催化反應,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,必須要測試反應參與物或催化劑的純度,不然會存在很大的潛在風險,包括撤稿和造假。
文獻解讀
最近,來自俄羅斯科學院的Valentine P. Ananikov團隊于美國化學會頂級期刊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,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的Pd/C催化的Heck反應。
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反應有潛在的影響,作者以Suzuki偶聯反應為例進行了闡述,從下圖可以看出,該類偶聯反應在無Pd/C和新的攪拌子的作用下,不發生反應。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。
來自倫敦帝國理工學院的Mimi Hii發現,即使鈀的濃度低至百萬分之五,仍然表現出活性,所以他們一般用王水清洗攪拌子,而一般的學生或化學工作者只用有機溶劑或水去洗滌。來自美國伊利諾伊大學芝加哥分校的有機化學家Vladimir Gevorgyan表示:微量金屬可能會與其他金屬進行作用,從而改變反應機理,因此問題不太可能局限于鈀化學。
總結
(1)當你正在開開心心準備發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)當你已經發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催化的儀器設備,用來做不對稱氫化反應?
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