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秒级反应,高产率!连续流微反应技术助力重氮化高效合成炔基化合物

2025/7/30

炔基是有机化学中用途广泛的官能团,它的合成价值主要是生成新的C-C和C-X(X = O,N,S)键以及用于加成,环加成和过渡金属催化的交叉偶联反应等,是合成药物分子、功能材料、天然产物及精细化学品的重要途径。然而,传统的间歇式炔基化反应常面临产率波动大、放大困难、副产大量有害N₂O气体等问题,制约了其工业化应用潜力。

针对以上问题,都柏林大学Marcus Baumann硕士生导师通过重复流技巧,选用重氮化状况入宪了种自主创新的异恶唑酮生成炔的思路。该方式胜利应对了成品率不的安全稳定、的安全制作等难事,和在较短期间内高效化配制多重炔烃产品。

连续流重氮化高效合成炔烃——以异恶唑酮为例


异恶唑酮叫做另一种具有刺激性异恶唑环,并在环上单一选址带着羰基(C=O)的巧妙无机化合物,在药材药剂学、药剂药剂学和装修材料合理中操作大量。本研发以异恶唑-5-酮(isoxazole-5-one)为模本底物,在间断性流微响应器中开始炔基化响应优化系统。

图1 流程模式下的炔合成装置

原料配制:将异恶唑-5-酮(1当量)溶解在乙酸(0.1 M)中,制备炔基化所需的溶剂。
反应仪器配制:亚硝酸钠和底物通过进料泵分别进入流动反应器,实现高效的炔基化反应(图1)。
产品分析:反应液收集于饱和碳酸氢钠水溶液中。经有机溶剂萃取、干燥后,以柱层析方法纯化产品,以评估反应产率。

沈氏节能微反应器
关键的生产技术优化系统与的结果

该探析特别考察报告了现象摄氏度、现象溶液体系中、亚氯化铵钠摄入量和加入剂等关健性能参数,终于知道的最优性加工过程环境详细。

反应条件:在25 ℃、NaNO2与底物摩尔比为2、FeSO2·7 H2O与底物摩尔比为2、AcOH/H2O (v/v=5:1)的条件下,原料转化率大于90%。
优化结果:当底物溶液(0.1 M)流速为0.61 mL/min,亚硝酸钠水溶液(2 M)流速为3.04 mL/min时,产品的收率达到61%,且反应停留时间仅需35秒,效率相比传统间歇反应提升数十倍。

工艺设计普遍意义检验

优化提升后的陆续流生产技术荣获成功技术应用于含异恶唑成分无机化合物的组成中(图2),认定书了该生产技术有着正常的底物相容性性,能高效益、比较稳定地荣获多个目标值炔烃物质。

图2 在流动模式下具有产量的底物范围

克级调大与出产力主要优势

该工艺的一个关键优势在于其放大潜力:使用Vapourtec E-Series流动反应器(蠕动泵)替代注射泵,实现大体积进料。以1 g底物规模合成2a, 2c, 2l,产率与小试相当(43-57%),生产力达1.7-2.1 g/h。

连续流 vs. 传统间歇反应


本实验设计规划的连续式流炔烃制成技术,有效的克制了传统意义停顿反馈的局限于,体出现一下优劣势。


该理论研究为异噁唑酮转换成为高增加值炔烃提高了可整体智能化、存在论健康健康且效率的解决办法方式,佐证了多次流微反應能力在因对缜密有机酸合并挑战模式、着力推进蓝色健康健康化学工业的生产地方的潜能。

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学习论文:Org. Biomol. Chem., 2025,23, 1314-1319
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