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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老师回收利用重复流系统,采用了重氮化环境提出者一堆种科学创新的异恶唑酮制成炔的策略。该技巧成功创业克服自己了成品率不稳定性高、可靠生產等数学难题,还在较瞬时候内高效益备制很多炔烃有机物。

连续流重氮化高效合成炔烃——以异恶唑酮为例


异恶唑酮是以同类包含异恶唑环,并在环上对应具体位置中有羰基(C=O)的有机质单质,在用量物理药剂学、农药杀虫剂物理药剂学和资料科学技术中APP诸多。本科学研究以异恶唑-5-酮(isoxazole-5-one)为模本底物,在反复流微不起作用器中做好炔基化不起作用优化调整。

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
主要技艺调整与最终

该探究重点是实地考察了症状高温、症状有机溶剂装修标准、亚盐酸钠摄入量和增多剂等重中之重叁数,终究选定的利润最大化的工艺先决条件以下几点。

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。

艺普遍性验正

推广后的连续性流加工好使用于含异恶唑结构设计氧化物的组成中(图2),证明书了该加工存在更好的底物适于性,就可以快速、不稳定性地刷出多样任务炔烃物品。

图2 在流动模式下具有产量的底物范围

克级放缩与出产力优劣势

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


本实验开发建设的不间断流炔烃结合工艺技术,有效果面对了传统的停顿作用的随意性,展显出出下类优越。


该理论研究为异噁唑酮转为为高额外值炔烃展示了可总量化、实质很安全管理且高效性的避免彻底解决,佐证了间隔流微发生反应新技术在防范很复杂有机会合成图片成就、促使绿化很安全管理所有的生产领域的升值空间。

沈氏节能微连续流撬装系统

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决定性论文:Org. Biomol. Chem., 2025,23, 1314-1319
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