秒級反應(yīng),高產(chǎn)率!連續(xù)流微反應(yīng)技術(shù)助力重氮化高效合成炔基化合物

,它的合成價(jià)值主要是生成新的C-C和C-X(X = O
,N,S)鍵以及用于加成
,環(huán)加成和過渡金屬催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)等
,是合成藥物分子
、功能材料、天然產(chǎn)物及精細(xì)化學(xué)品的重要途徑
。然而
,傳統(tǒng)的間歇式炔基化反應(yīng)常面臨產(chǎn)率波動(dòng)大、放大困難
、副產(chǎn)大量有害N?O氣體等問題
,制約了其工業(yè)化應(yīng)用潛力。
異惡唑酮是指一類含有異惡唑環(huán)
針對以上問題
,都柏林大學(xué)Marcus Baumann教授利用連續(xù)流技術(shù)
,采用重氮化條件提出了一種創(chuàng)新的異惡唑酮合成炔的策略。該方法成功克服了產(chǎn)率不穩(wěn)定
、安全生產(chǎn)等難題
,并且在較短時(shí)間內(nèi)高效制備多種炔烴產(chǎn)物。
連續(xù)流重氮化高效合成炔烴——以異惡唑酮為例
,并在環(huán)上特定位置帶有羰基(C=O)的有機(jī)化合物
原料配制:將異惡唑-5-酮(1當(dāng)量)溶解在乙酸(0.1 M)中
,在藥物化學(xué)、農(nóng)藥化學(xué)和材料科學(xué)中應(yīng)用廣泛
。本研究以異惡唑-5-酮(isoxazole-5-one)為模版底物
,在連續(xù)流微反應(yīng)器中進(jìn)行炔基化反應(yīng)優(yōu)化。

圖1 流程模式下的炔合成裝置
,制備炔基化所需的溶劑
。
反應(yīng)儀器配制:亞硝酸鈉和底物通過進(jìn)料泵分別進(jìn)入流動(dòng)反應(yīng)器,實(shí)現(xiàn)高效的炔基化反應(yīng)(圖1)
該研究重點(diǎn)考察了反應(yīng)溫度
。
產(chǎn)品分析:反應(yīng)液收集于飽和碳酸氫鈉水溶液中
。經(jīng)有機(jī)溶劑萃取、干燥后
,以柱層析方法純化產(chǎn)品
,以評估反應(yīng)產(chǎn)率。

沈氏科技微反應(yīng)器
關(guān)鍵工藝優(yōu)化與結(jié)果
、反應(yīng)溶劑體系
、亞硝酸鈉用量和添加劑等關(guān)鍵參數(shù),最終確定的最優(yōu)工藝條件如下
。
反應(yīng)條件:在25 ℃
、NaNO2與底物摩爾比為2、FeSO2·7 H2O與底物摩爾比為2
優(yōu)化后的連續(xù)流工藝成功應(yīng)用于含異惡唑結(jié)構(gòu)化合物的合成中(圖2),證明了該工藝具有良好的底物適用性
該工藝的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢在于其放大潛力:使用Vapourtec E-Series流動(dòng)反應(yīng)器(蠕動(dòng)泵)替代注射泵
本研究開發(fā)的連續(xù)流炔烴合成工藝
、AcOH/H2O (v/v=5:1)的條件下
,原料轉(zhuǎn)化率大于90%。
優(yōu)化結(jié)果:當(dāng)?shù)孜锶芤海?.1 M)流速為0.61 mL/min,亞硝酸鈉水溶液(2 M)流速為3.04 mL/min時(shí)
,產(chǎn)品的收率達(dá)到61%
,且反應(yīng)停留時(shí)間僅需35秒,效率相比傳統(tǒng)間歇反應(yīng)提升數(shù)十倍
。
工藝普適性驗(yàn)證
,能夠高效
、穩(wěn)定地獲得多種目標(biāo)炔烴產(chǎn)物。

圖2 在流動(dòng)模式下具有產(chǎn)量的底物范圍
克級放大與生產(chǎn)力優(yōu)勢
,實(shí)現(xiàn)大體積進(jìn)料。以1 g底物規(guī)模合成2a, 2c, 2l
,產(chǎn)率與小試相當(dāng)(43-57%)
,生產(chǎn)力達(dá)1.7-2.1 g/h。
連續(xù)流 vs. 傳統(tǒng)間歇反應(yīng)
,有效克服了傳統(tǒng)間歇反應(yīng)的局限
,展現(xiàn)出以下優(yōu)勢。

該研究為異噁唑酮轉(zhuǎn)化為高附加值炔烴提供了可規(guī)?div id="m50uktp" class="box-center"> ;?div id="m50uktp" class="box-center"> 、本質(zhì)安全且高效的解決方案,印證了連續(xù)流微反應(yīng)技術(shù)在應(yīng)對復(fù)雜有機(jī)合成挑戰(zhàn)
、推動(dòng)綠色安全化工生產(chǎn)方面的潛力
。

沈氏科技微連續(xù)流撬裝系統(tǒng)
沈氏科技子公司微智源,專注微連續(xù)流技術(shù)領(lǐng)域十余年
,已成功服務(wù)于醫(yī)藥
、農(nóng)藥、染料
、新能源材料等多個(gè)領(lǐng)域
,助力企業(yè)解決合成難題,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新成果向規(guī)?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">;?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、商業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化。
參考文獻(xiàn):Org. Biomol. Chem., 2025,23, 1314-1319
服務(wù)熱線
187 5820 8828
(微信同號(hào))
