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分析在有机合成中的作用

本人做了十几年的有机合成工作对分析在合成中的重要作用深有感触。分析对合成人员的帮助不仅仅是能定量的告诉合成人员他的反应进行情况，如转化率、选择性是多少，定性的告诉他其产物中是否有他要得目的产品。以及他的产品纯度是多少，杂质含量否合格。更重要的是分析可以帮助合成人员调整工艺条件提高反应的转化率、选择性以及判断出应该采取什么样的提纯方法。所以合成人员必须懂得分析。

一般来说当一个全新的反应结束后工艺人员都会定性反应物中有无他所要得目的产物以便判断该工艺的可行性。而后再定量分析原料的转化率、产品占多少、副产占多少。但大家可能都突略了对副产的定性分析，因为主产品好判断而副产不好定性，而如果不知道副产是什么东西就无法知道什么样的工艺条件利于主产的合成而不利于副产的产生。有时侯有机合成工作就是在研究副产，可以说没有副产物就根本用不着研究。知道副产结构了你就可以根据二者的活化能、反应速率不同而采用不同的反应温度、不同的反应浓度、不同的滴加条件以及应该将谁向谁滴加。

在工艺路线选择时副产物的定性有时可以影响到工艺路线的选择。比如在合成医药时，如果能定性出副产物的结构，知道其性质即使产品的纯度很低但如果副产物毒性、副作用很小也可以被接受，但是如果副产不能被定性出结构不知道其物性即使产品纯度很高但也不能被接受（除非产品纯度特别高副产含量极低）。所以如果副产物不能被提纯又不能定性时就不得不采用牺牲转化率、收率的工艺条件来抑制副产的生成，如果此法还不行就只能改选工艺路线了。

定性也可以影响到中间产品是否需要提纯，如果定性出副产物结构可以判断出该副产不参加下步反应时无论副产好不好提纯都可以不提纯，当然如果在合成中间产物时副产虽然不能定性但却可以根据色谱图各物质含量比例判断出副产不参与下步反应时也不用提纯，而改在最后一步提纯来减少提纯的次数。除非该副产无法和最终产品分离。

在提纯产品时如果能够定性出副产的结构式我们可以采用化学法提纯产品。最典型的就是酸碱法，如果副产有酸性而主产无酸性可以用强碱液将杂质洗涤除去，如果副产无酸性而主产有酸性可以使产品溶于水过滤除去杂质再用强酸中和回原来的产品。如果副产无碱性而主产有碱性可以在有机相中加酸使产品沉淀，过滤后在中和成原产品，反之亦然。

如果不能定性出副产的结构在精馏时我们一样可以根据气相色谱图判断出精馏的难易程度，各种成分出馏的时间，甚至可以判断出精馏成败的原因。记得我在一次精馏中发现看起来很容易分离的副产却很难分离，虽然我在不断的加高精馏柱和提高回流比。当我猛然发现精馏产品中的副产与精馏前的副产出峰位置略有不同时，一定性分析才发现此副产非彼副产，精馏后的副产是我的主产品受热分解而成。改用高真空低精馏柱后精馏一举成功。

在重结晶时我们可以通过液相色谱图判断出各物质的极性强弱来选择不同极性的溶剂来重结晶提纯产品。另外说一下定量分析时选择气相还是液相色谱也很关键。一般大多数物质用气相分析，只有沸点较高且含有双键的物质才采用液相分析，前者不仅仅分析成本低而且准确度高。一次在给一个含有2个羰基的吡啶加氢制备哌啶时因为该化合物分子量较高且含双键，我们采用液相分析。定性反应物中含有目的产品后我就开始改进工艺条件，但无论如何改进都有一个大个的副产峰，最后将副产含量多的产物做氢谱分析、气质连用时分析其结构时才发现副产物是少加了一个双键的吡啶而且其含量也很低，只不过多含了一个双键的它在液相中吸收峰很大可是却显得副产很多。

一般在大企业中都设有专业的分析人员，工艺员一般不管分析。但工艺员如果懂一些分析的话可以及时的发现分析人员的一些失误，特别是那些由于不了解工艺情况下犯的错误。比如在使用气质连用定性化合物时，分析人员只能根据集团碎片判段分子结构，如果定性的分子结构在理论上沸点应该高于主产品而在气相色谱上却早于主产品出峰时就可能是该化合物的异构体。再比如有一次我们的一个产品用气相色谱分析纯度很高，灰分也很低但色度分析却不合格，到底是什么杂质造成的呢？分析人员无能为力。但我们工艺人员却根据工艺反应情况、机理判断出该杂质是硝酸盐，因为硝酸盐有水溶性在气相中不出峰，测灰分时又会受热分解挥发造成灰分很少的假象。

通过化学分析发现工艺中的问题的例子很多，总之分析对工艺人员很有帮助，懂分析对于工艺人员很重要，当然了如果分析人员也能够懂得有机合成就更好了。