DMF adalah salah satu pelarut yang paling banyak digunakan dalam sintesis organik, dan juga dikenal sebagai pelarut universal. Hari ini saya akan berbagi kasus reaksi dengan Anda. Penggunaan gabungan m-CPBA dan DMF juga berpotensi berbahaya. m-CPBA, juga dikenal sebagai asam m-kloroperoksibenzoat, adalah jenis oksidan organik yang sangat umum digunakan dalam kimia organik. Secara relatif, bahan ini relatif aman. Namun, bidang kimia penuh dengan hal-hal yang tidak diketahui. Kecelakaan yang dilaporkan dalam literatur yang dibagikan hari ini terkait dengan penggunaan campuran m-CPBA dan DMF, dan secara langsung berkaitan dengan transformasi kimia berikut ini.
Para pembuat sintesis dari Fujisawa Pharmaceutical Company di Jepang menggunakan m-CPBA untuk mengoksidasi sulfur menjadi sulfoksida dengan menggunakan DMF sebagai pelarut dalam skala percontohan. Para pembuat sintesis pertama-tama mencampurkan 6,3L DMF dan 11,0 kg m-CPBA bersama-sama, dan mengaduk keduanya selama 2 jam. Bahan yang tidak larut terbentuk dalam sistem, dan kemudian disaring untuk mendapatkan larutan jernih, dan larutan jernih ditambahkan ke larutan reaksi organik. Ketika proses menetes dilakukan selama 1 jam, larutan DMF m-CPBA tiba-tiba naik, dan gas dilepaskan. Dan kemudian tiba-tiba meledak. Penulis artikel ini (Org. Proc. Res. Dev.) secara singkat menggambarkan proses reaksi seperti gambar berikut.
Personel sintetis segera mencari penyebab kecelakaan dan ledakan. Mereka berspekulasi bahwa hal itu mungkin disebabkan oleh bahan yang tidak larut, dan bahan yang tidak larut itu adalah m-CBPO. Materi yang tidak larut ini mungkin merupakan pengotor dari bahan baku m-CPBA itu sendiri, atau mungkin secara bertahap dihasilkan dalam sistem reaksi. Penulis artikel ini kemudian melakukan serangkaian percobaan verifikasi. Penulis menemukan bahwa kandungan m-CBPO dalam bahan baku m-CPBA hanya sebesar 0,2%. Selain itu, percobaan DTA dan IST mengkonfirmasi bahwa m-CPBA meleleh pada suhu 89 derajat dan stabil pada suhu kurang dari 97 derajat. Penulis kemudian melakukan studi DTA pada larutan DMF m-CPBA, dan hasilnya menunjukkan bahwa suhu dekomposisi m-CPBA adalah 83 derajat. Percobaan di atas menunjukkan bahwa DMF dapat mempengaruhi titik kritis suhu dekomposisi m-CPBA. Oleh karena itu, penulis percaya bahwa pelarut DMF memainkan peran penting dalam kecelakaan ini.
Penulis kemudian menemukan bahwa seiring dengan meningkatnya suhu, kandungan m-CBPO meningkat secara signifikan, dan penelitian DTA menunjukkan bahwa ketika suhu mencapai lebih dari 125 derajat, ledakan yang sangat serius dapat diramalkan.
Penulis kemudian melakukan studi ARC larutan m-CPBA DMF, studi konsentrasi, dan studi stabilitas campuran m-CPBA dan m-CPBO. Kesimpulan akhirnya adalah bahwa dibutuhkan waktu 185 menit bagi larutan DMF m-CPBA untuk perlahan-lahan naik dari 26 derajat ke 70 derajat, dan kemudian akan naik dengan cepat ke 200 derajat dalam beberapa menit atau sejenisnya. Selain itu, larutan DMF m-CPBA yang lebih pekat akan memanas lebih cepat. Percobaan campuran m-CPBA dan m-CPBO menunjukkan bahwa suhu naik secara perlahan di awal, tetapi setelah hanya 95 menit, akan ada kenaikan suhu yang tajam.
Secara ringkas, penulis artikel ini memberikan proses umum ledakan. Pertama, pembentukan m-CPBO menyebabkan peningkatan suhu, dan kemudian pembentukan m-CPBO dalam jumlah besar menyebabkan ledakan pada suhu tinggi. Pada akhirnya, penulis menggunakan diklorometana DCM sebagai pelarut untuk mengatasi masalah ini. Eksperimen DTA menunjukkan bahwa dengan menggunakan diklorometana sebagai pelarut, tidak ada eksoterm dari waktu ke waktu.
Bereksperimenlah dengan puluhan ribu, utamakan keamanan! DMSO dan DMF adalah pelarut polar yang kuat, meskipun memiliki kelarutan yang baik untuk bahan organik, mereka juga merupakan pedang bermata dua!