安全地蒸發含有三氟乙酸的溶液

三氟乙酸(TFA)在有機合成中是多功能的。他們最有用的特性包括揮發性，在有機溶液中的溶解度和高酸度。然而，例如，由于其“爬行”特性，去除TFA殘留物可能是危險的。

圖1：由于其多功能性，三氟乙酸（TFA）廣泛用于有機合成

用TFA作為溶劑或酸催化劑進行許多化學轉化，包括重排，官能團脫保護，還原，縮合，氫化芳基化，三氟甲基化和溶劑分解反應。但是，使TFA成為一種有用的工具的一些功能在去除不需要的殘留物時會成為問題。由于該有機酸的其他試劑去除方法受損，大部分TFA被蒸發。本文涵蓋了一些常見的TFA反應和使用蒸發器去除TFA殘留物時必須采取的預防措施。

用TFA去除保護基團

圖2：用TFA去除保護基團

TFA可用于在含水或無水條件下通過溶劑分解來溶解氮和氧的保護基團。圖2顯示了用TFA裂解O-和N-保護基團的一些方法：

N-叔丁氧基羰基(N-Boc)基團的去保護：這種類型的N-Boc去保護已用于合成瓢蟲屬生物堿。用TFA和二氯甲烷去保護N-Boc后，胺可以與酮反應生成烯胺的亞胺離子(見圖2/1)。

用TFA對叔丁基醚(O-t Bu -O-Tr)進行脫保護：叔丁基醚基團(三苯甲基醚)對大多數試劑不敏感。例外的是強酸如TFA。O-三苯甲基可以在0至20℃的溫度下用無水TFA分解 在合成短赤霉素A期間，用TFA進行叔丁基醚脫保護(參見圖2/2)以產生BCDE環結構。

用TFA重排和氧化

TFA是許多酸催化劑反應的首選催化劑，如Claisen重排，Wagner-Meerwein重排，Curtius重排等等。其在這些應用中受歡迎的原因是由于蒸發反應完成時的低沸點和易除去性。圖3/1所示的反應是用TFA作為催化劑的2-酰基-1,5-二烯的Cope重排。

圖3：用TFA重排和氧化

在圖3/2所示的Baeyer-Villiger氧化反應中，使用過碳酸鈉和TFA將二苯甲酮氧化生成相應的酯。

TFA的多功能性的進一步證據是研究人員還使用低濃度的酸作為工具來產生用于反相色譜的離子對以分離肽和蛋白質。此外，TFA也被廣泛用作反相HPLC的流動相，因為通過消除它們的擴大和延遲，酸有助于形成更清晰的峰。

TFA具有“爬行”的煩人特性，

在上述程序中，大多數化學家然后問自己如何去除剩余的TFA，然后再進入合成的下一步。

圖4A：TFA由于其低表面張力而“爬”到容器壁上。

與水相比，TFA具有更低的表面張力 - 在25℃時，TFA是72達因/厘米(愛荷華大學，2018年)。這是由TFA中的三個氟基團引起的，它們相互排斥。你幾乎可以說TFA在某種程度上討厭自己。如果沒有穩定溶劑如水添加，“爬行”液體容器壁沿向上到電平到達TFA蒸氣，并導致了溶解的物質與(一個或多個。圖4)。如果多個樣品同時蒸發，例如使用微量滴定板時，這種情況會導致材料泄漏或交叉污染。

圖4B：TFA由于其低表面張力而“爬”到容器壁上。

因此，在從樣品制備到放置以及蒸發后的所有階段使用高濃度的TFA時，必須小心。TFA的蠕變通常可以通過用水稀釋(40%v / v)來限制。

由于非常低的表面張力，TFA也可以通過劣質實驗室設備中的最小孔隙逸出。因此，樣品材料不僅會丟失，還會意外釋放可能對準備不足的實驗室人員造成危害的物質。

蒸發去除TFA

當選擇汽化裝置去除TFA時，還必須考慮酸的腐蝕行為。例如，應該避免吹掃蒸發器，因為產生的TFA蒸汽可能會攻擊排氣系統并因此損壞它們。

圖5：來自Genevac的蒸發器EZ-2

另外，所使用的蒸發器必須由能夠承受反應性TFA的合適材料制成。在去除TFA的真空蒸發器，確保什么類型的真空泵在系統中使用，并且是在收集的陷阱溶劑蒸氣。干式無油真空泵(如耐化學腐蝕隔膜泵或干式渦旋泵)最適合處理TFA。由于TFA的揮發性，甚至幾毫巴足以有效蒸發。因此，不需要深度真空，例如由油潤滑旋轉葉片泵產生的真空，這可能使冷阱中溶劑蒸汽的收集更加復雜。

選擇冷阱時，以下特性是最重要的：它的內壁必須非常冷(即使在操作過程中)，以便TFA蒸汽可以有效地冷凝。其次，它必須由TFA無法攻擊的材料制成，嚴重限制了選擇。Genevac的EZ-2蒸發器就是一個很好的例子。當除冰冷阱時，確保用戶受到保護，溶劑蒸汽不會流回蒸發器，損壞系統和樣品。這里的良好做法決定了解凍前從蒸發器中取出樣品。