常规反应事故！氢化铝锂还原氰基发生剧烈爆炸，发生了什么？

前沿

化学的发展离不开前人的伟大贡献和众多牺牲。化学发展到今天，不管是对各种试剂的认知，以及实验过程中的自我保护都取得了长足的进步。在药物研发中，有机合成化学发挥着重要的角色，也是各种事故的多发地带。很多时候，反应充满着未知，这个倒不是说化学反应有多么复杂，单从官能团转化的角度来说，反应很简单。然而，由于有机反应涉及到各种组合，永远是探索不完的，因此蕴藏着无数种可能，当然也包括危险。今天小编和大家分享一篇最近ACS Chem. Health Saf.(10.1021/acs.chas.0c00045)期刊报道的氢化铝锂LiAlH4/氯化铝AlCl3体系还原氰基爆炸的例子，看了这篇文章以后，小编觉得有机从业者必须时刻带着一颗敬畏之心做实验。

细节

作者进行了一系列芳基和杂芳基氰化物的还原反应，在放大之前进行了1mmol规模的小试反应，随后进行了10-50mmol的放大反应，最大放大到了1.5mol的规模，平安无事。

作者接着进行如下化合物10的2个1mol规模的还原反应，反应操作非常规范，全称通氩气流，反应全程维持在5摄氏度左右，搅拌几个小时监测反应结束后。实验人员对其中一个8L反应釜进行淬灭，用的是冰甲醇，就在加第一滴甲醇的时候，反应釜内立刻出现了橘黄色的火焰并爆炸，反应釜被毁掉，玻璃挡板碎裂，一名研究人员被碎片和火焰严重伤害。

分析

该反应体系还原机理如下，铝烷是原位生成的活性物种，这个研究的比较多，根据文献报道纯的铝烷在100摄氏度的条件下是稳定的。然而，如果是在催化剂存在的情况下，它的稳定温度会显著下降。科研人员通过调阅文献发现，多氟有机铝化物或格氏试剂很容易发生爆炸。这些爆炸可以由加热或简单的勺子挤压引起。

此外，科研人员还发现在过去的几十年中，有两篇文献报道了LiAlH4参与的含多氟有机化合物还原发生爆炸的例子，爆炸都是发生在后处理淬灭阶段。科研人员得出一个假设，这个爆炸很有可能与多氟化合物有直接关系。他们带着这样一个假设进行了一系列的验证。化合物10还原形成的固体络合物通过简单的加热测试(挡板保护)在低于60度的条件下就有可能发生爆炸。而产物2和9对应的起始原料形成的固体络合物在低于60度条件下只是颜色变深，而在达到90-100度左右时才会发生燃烧。基于此，作者认为含有三氟甲基的多氟化原料更容易燃烧和爆炸。

解决方案

不能因为这个反应危险就不做这个实验了。作者对该底物尝试了其它的还原体系，NaBH4/CoCl2，NaBH4/NiCl2，LiAlH4都不能给出很好的结果，有副产物产生。硼烷反应给出不错的结果，然而这个试剂比较贵，放大起来安全性也难以保证。最终作者使用Raney Ni/NH3/MeOH/H2体系成功解决了这一问题。

反思

比较敏感的未知反应，在放大前最好能做DSC, TGA等试验，然而常规实验室很难完成这些检测。即使小试反应没有问题，也很难保证放大实验就一定安全。因此，我们在实验之前必须做好个人防护。

总结

各位对含有硝基，三氟等敏感基团的化合物进行还原和氧化反应时一定要多注意，做好防护工作，危险无处不在。