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来源：有机合成路线
2021-11-25
DMF是有机合成中使用最广泛的溶剂之一，又称为万能溶剂。今天和大家分享一个反应案例，m-CPBA和DMF搭配使用也有潜在的危险性。m-CPBA又称为间氯过氧苯甲酸，是有机化学中非常常用的一类有机氧化剂，相对来说，还是比较安全的。然而，化学领域充满着未知，今天分享的一篇文献报道的事故就和m-CPBA与DMF混用有关系，而且与下面的化学转化有直接关系。
来自日本的Fujisawa制药公司的合成人员使用m-CPBA以DMF作为溶剂中试规模将硫氧化为亚砜，合成人员首先将6.3L DMF和11.0 kgm-CPBA混合在一起，二者搅拌2个小时后，体系中有不溶物生成，然后过滤得澄清溶液，并将澄清溶液加入到有机反应液中，在滴加过程进行到1个小时时，m-CPBA的DMF溶液突然升温，并伴随着气体放出，接着突然爆炸。本文作者(Org. Proc. Res. Dev.)将反应过程简单的描述为下图。
合成人员紧接着找寻该起事故爆炸的原因。他们猜测很可能是不溶物导致的，而不溶物正是m-CBPO。这个不溶物可能是来自原料m-CPBA本身的杂质，也可能是在反应体系中逐渐生成的。本文作者接着进行了一系列的求证实验。作者发现原料m-CPBA中的m-CBPO含量只有0.2%。此外，DTA和IST实验证实，m-CPBA在89度下融化，在小于97度的条件下是稳定的。作者接着对m-CPBA的DMF溶液进行DTA研究，结果显示m-CPBA的分解温度是83度。以上实验表明，DMF可能很大程度上影响了m-CPBA的分解温度临界点。因此，作者认为DMF溶剂在这起事故中发挥着重要的角色。
作者接着发现随着温度的升高，m-CBPO的含量显著增加，并且DTA研究显示，当温度达到大于125度时，可预见非常严重的爆炸会发生。
作者接着进行m-CPBA的DMF溶液的ARC研究，浓度研究，以及m-CPBA和m-CPBO的混合稳定性研究。最终得出的结论是，m-CPBA的DMF溶液缓慢从26度升到70度需要185分钟，紧接着会在几分钟之类快速升温到200度。此外，越浓的m-CPBA的DMF溶液升温越快。m-CPBA和m-CPBO的混合实验显示，刚开始升温较慢，而仅仅95分钟过后，就会出现尖锐的升温现象。
综上所述，本文作者给出了爆炸发生的大致过程。首先是m-CPBO的形成导致温度的升高，接着大量的m-CPBO的形成在高温下引起爆炸。最终作者使用二氯甲烷DCM作为溶剂顺利解决了这个问题。DTA实验显示，使用二氯甲烷作为溶剂，随着时间的推移没有放热现象。
实验千万条，安全第一条!DMSO和DMF作为强极性溶剂，虽然对有机物的溶解度很好，但是也是一把双刃剑!