DMF는 유기 합성에서 가장 널리 사용되는 용매 중 하나이며 범용 용매라고도 합니다. 오늘은 반응 사례를 공유해드리겠습니다. m-CPBA와 DMF를 함께 사용하는 것도 잠재적으로 위험할 수 있습니다. m-클로로페록시벤조산이라고도 알려진 m-CPBA는 유기 화학에서 매우 일반적으로 사용되는 유기 산화제의 일종입니다. 비교적 안전하다고 할 수 있습니다. 하지만 화학 분야는 미지의 영역으로 가득합니다. 오늘 공유한 문헌에서 보고된 사고는 m-CPBA와 DMF의 혼합 사용과 관련이 있으며, 다음과 같은 화학적 변형과 직접적으로 관련이 있습니다.

일본 후지사와 제약회사의 합성자들은 파일럿 규모로 DMF를 용매로 사용하여 황을 설폭사이드로 산화시키는 데 m-CPBA를 사용했습니다. 합성자들은 먼저 6.3L DMF와 11.0kg m-CPBA를 함께 혼합하고 2시간 동안 교반했습니다. 시스템에서 불용성 물질이 형성된 다음 여과하여 투명한 용액을 얻고 투명한 용액을 유기 반응 용액에 첨가합니다. 적하 공정을 1 시간 동안 수행하면 m-CPBA의 DMF 용액이 갑자기 상승하고 가스가 방출됩니다. 그리고 갑자기 폭발했습니다. 이 기사의 저자 (Org. Proc. Res. Dev.)는 반응 과정을 다음 그림과 같이 간략하게 설명합니다.

합성 요원들은 즉시 사고와 폭발의 원인을 찾았습니다. 그들은 아마도 불용성 물질이 원인일 것이라고 추측했고, 그 불용성 물질은 바로 m-CBPO였습니다. 이 불용성 물질은 원료인 m-CPBA 자체의 불순물일 수도 있고, 반응 시스템에서 서서히 생성된 것일 수도 있습니다. 이 글의 저자는 일련의 검증 실험을 계속 진행했습니다. 저자는 원료 m-CPBA의 m-CBPO 함량이 0.2%에 불과하다는 것을 발견했습니다. 또한 DTA 및 IST 실험을 통해 m-CPBA가 89도에서 녹고 97도 이하에서 안정적이라는 것을 확인했습니다. 그런 다음 저자는 m-CPBA의 DMF 용액에 대한 DTA 연구를 수행했으며 그 결과 m-CPBA의 분해 온도가 83 도인 것으로 나타났습니다. 위의 실험은 DMF가 m-CPBA의 분해 온도의 임계점에 크게 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다. 따라서 저자는 DMF 용매가 이번 사고에서 중요한 역할을했다고 생각합니다.

그 후 저자는 온도가 상승함에 따라 m-CBPO의 함량이 크게 증가한다는 것을 발견했으며, DTA 연구에 따르면 온도가 125도 이상에 도달하면 매우 심각한 폭발을 예측할 수 있습니다.

그런 다음 저자는 m-CPBA DMF 용액에 대한 ARC 연구, 농도 연구 및 m-CPBA와 m-CPBO의 혼합 안정성 연구를 수행했습니다. 최종 결론은 m-CPBA의 DMF 용액이 26도에서 70도까지 천천히 상승하는 데 185 분이 걸리고 몇 분 안에 200도 등으로 빠르게 상승한다는 것입니다. 또한 농도가 높은 m-CPBA DMF 용액일수록 더 빨리 가열됩니다. m-CPBA와 m-CPBO의 혼합 실험은 처음에는 온도가 천천히 상승하지만 95 분만 지나면 급격한 온도 상승이 있음을 보여줍니다.

요약하면이 기사의 저자는 폭발의 일반적인 과정을 제공합니다. 첫째, m-CPBO의 형성은 온도 상승으로 이어지고 다량의 m-CPBO가 형성되면 고온에서 폭발을 일으 킵니다. 결국 저자는 이 문제를 성공적으로 해결하기 위해 디클로로메탄 DCM을 용매로 사용했습니다. DTA 실험에 따르면 디클로로메탄을 용매로 사용하면 시간이 지나도 발열이 일어나지 않습니다.

안전을 최우선으로 수만 명과 함께 실험해 보세요! DMSO 와 DMF는 강한 극성 용매이지만 유기물에 대한 용해도는 좋지만 양날의 검이기도 합니다!