又想到了揭榜的事

兄弟单位的揭榜攻关项目是要解决某产品中一个关键杂质的结构鉴定问题，该杂质来自于环氧乙烷与一氧化碳之间的反应，分子量158，分子式可能是C₈H₁₄O₃，实施水解反应后碳数没有降低，随原料批次的不同，含量有变化，通常可达1000 ppm，其余信息因产品重要而保密，不方便透漏。

笔者研究了环氧乙烷和一氧化碳的反应后认为，其他信息没有也可以对其结构进行解析了。

首先，环氧乙烷和一氧化碳能够进行的反应只有羰基化反应，有氢存在时产物是β-羟基丙醛；环氧乙烷只与一氧化碳反应可以得到β-丙内酯，但这两个产物之间有关联。其次，结合他们单位的主研项目是高分子材料的合成与加工，β-丙内酯符合主营范围，再考虑制备这个某产品的单位正在开发医药卫生领域使用的高分子材料，将目标锁定为β-羟基丙醛有相当的合理性。

如果他们所谓的某产品就是β-羟基丙醛，那么后处理过程中的酸碱条件即pH条件合适，β-羟基丙醛就有可能处于下图表达的平衡体系中，此时β-羟基丙醛有可能转化为与之相关的一系列其他化合物。

可惜的是 C₈H₁₄O₃ 与 β-羟基丙醛平衡体系中的任何一个组分都不相符，因为 β-羟基丙醛 的分子式是C₃H₆O₂ ，与之共存的二聚体等都是这个分子碳数、氢数的倍数，杂质分子的碳数为8，不满足这个要求，但是杂质的结构与 β-羟基丙醛 聚合体中的某一个比如属于同类，这点没有必要怀疑。因此，我们设想这个杂质可能是由三碳源的环氧化合物羰基化后产生的，因为环氧化合物的单羰基化产物只能增加一个碳数，双羰基化虽然可以增加两个碳数，但产物的水解、氢化产物分别为丁二酸和丁二醇，这样思考，最终将推导出一个没有明确来路的杂质结构。如果从三碳源的环氧化合物羰基化方面考虑，从环氧丙烷出发羰基化后可以得到 β-羟基丁醛，在水溶液中随着其存在环境的酸碱度变化同样会有一批与之共存的水合物、环状二聚体、缩醛缩式二聚体、羟醛缩合型二聚体等衍生物。而与杂质关联度最大的衍生物可能为：

这个化合物由两分子 β-羟基丁醛 经羟醛缩合反应而来，分子量仅比杂质多18，脱水后所得产物即有可能为目标杂质 C₈H₁₄O₃ 。具有以下可能的结构：而且链状结构的可能性最大，因为共轭链的存在对其结构有很大的稳定性作用。

如此，出榜单位提出的这两个可能结构即可完全否定了。

由此可以推测到，这个杂质的源头在于原料乙烯中存在的微量丙烯，回应了不同批次原料合成目标物中杂质的含量有变化这个条件。出榜单位提出的杂质结构有几乎没有合理性，从切断法分析，至少羰基的α位碳原子与氧原子连接，涉及到极性反转的合成子转化技术，而环氧乙烷的羰基化反应并不具备这样的条件，所以这样的杂质没有明确的来路，理论上就不成立。