一文讀懂綜述丨連續流技術新應用案例分享

更新時間：2024-03-12 點擊次數：963

研究背景

近年來，連續流化學在精細化學品領域越來越受到重視。有一些綜述性的文章或者教科書(shu) 也分章節對連續流化學的應用作專(zhuan) 門討論。

從(cong) 綠色化學的角度看，連續化學與(yu) 傳(chuan) 統釜式工藝比較有幾個(ge) 明顯的優(you) 勢：

●可以有效的控製反應條件；

●可以快速進行工藝條件的篩選；

●易於(yu) 實現化合物從(cong) 實驗室規模放大到工業(ye) 化生產(chan) 。

在氧族化合物研究領域，尤其是有機硫和有機硒化合物方麵，研究人員越來越喜歡使用連續流技術。

意大利Perugia 大學藥物科學係，催化、合成與(yu) 有機綠色化學研究團隊，最近對這一領域過去幾年的研究進行了綜述，主要列舉(ju) 了過去幾年發表的關(guan) 於(yu) 連續流應用於(yu) 硫和硒的化合物參與(yu) 有機反應的案例。

該綜述在含硫化合物方麵做了比較重點的介紹，有含硫雜環化合物的製備，磺酸鹽和亞(ya) 磺酸鹽的製備，硫脲的製備以及其他含硫化合物參與(yu) 的反應等（圖1）。

圖1. 含硫化合物的連續流反應研究

在這些應用實例中有單獨應用連續流技術的案例，還有連續流技術與(yu) 光化學結合的案例，以及連續流技術與(yu) 電化學相結合的案例。部分案例作者還對連續流工藝和傳(chuan) 統工藝進行了對比，連續流工藝在產(chan) 品通量、反應時間或者物料用量方麵表現了顯著的優(you) 勢。

Aleman等報道了連續光化學合成來製備異噻唑。（圖1，a）

圖1,a: 連續光化學合成來製備異噻唑

作者用α-亞(ya) 胺氧基酸作為(wei) 起始原料，在10-甲基-9-均三甲苯基吖啶高氯酸鹽作為(wei) 光催化劑，和可見光照射下，失去二氧化碳和丙酮，然後環化合成異噻唑2。作者使用了一個(ge) 18 mL PFA管式反應器，在40 W的藍光二極管照射下製備了一係列化合物，產(chan) 品收率適中，但產(chan) 量是常規條件下的140倍。

Zhang Muliang等人報道了對甲氧基苯甲醛連續合成氟甲氧基硫酯25（圖1，h）。

圖1，h：對甲氧基苯甲醛連續合成氟甲氧基硫酯25

在伊紅Y催化和藍色LED照射下，對甲氧基苯甲醛會(hui) 生成的酰基自由基，然後與(yu) 硫代磺酸鹽24反應生成氟甲基硫酯，通過連續合成的方式可以達到每天15 g的產(chan) 率。

文章報道了兩(liang) 篇利用含磺酸基的固定床連續流反應器的文獻（圖2），分別相對於(yu) 釜式反應做了比較，結果表明在所有案例中，通量，反應時間和收率等方麵連續流工藝都要優(you) 於(yu) 釜式工藝。

圖2. 用磺酸催化的連續流反應研究

Singh和Pabbaraja利用磺化氧化石墨烯（SGO）作為(wei) 多相催化劑催化不同取代基的苯甲醛和1-甲基-4-氨基-3-丙基吡唑-5-甲酰胺57縮合和環化，得到吡唑嘧啶酮衍生物。

此外，作者開發了一個(ge) 多步驟的過程製備生物活性的吡唑嘧啶酮，在比較短的停留時間條件下得到了較高的產(chan) 率如圖2。多步連續合成總反應時間32.35 min，總收率65%。

文章還報道了近幾年連續流技術在含硫藥物合成中的應用，主要有抗瘧藥物2-（二本甲硫基）苯並[d]惡唑合成，治療酒精成癮的二硫化四乙基秋蘭(lan) 姆，環氧合酶-2（COX-2）抑製劑塞來昔布和治療泌尿係統結石和良性前列腺增生的藥物(R)-坦索羅辛等（圖3）。

圖3. 連續流合成含硫藥物的研究

Kim等人報道了抗瘧藥物2-（二本甲硫基）苯並[d]惡唑的連續合成。其主要過程為(wei) 2-巰基苯並[d]惡唑59的溶液與(yu) n-BuLi通過一個(ge) Y型混合器後在第一個(ge) 毛細管反應器中反應脫去侄子形成鋰鹽，在第二個(ge) 反應器中鋰鹽與(yu) 二苯基溴甲烷發生親(qin) 核取代，在非常短的反應時間後，得到2-（二本甲硫基）苯並[d]惡唑的產(chan) 率為(wei) 75%（圖3，a）。

Kobayashi等報道了利用連續流方法製備（R）-坦索羅辛，已經開發了兩(liang) 種用於(yu) 合成的多相催化劑。通過四次催化轉化，且不需要分離或純化任何中間體(ti) 或副產(chan) 物得到（R）-坦索羅辛總收率為(wei) 60 %，ee 值64 %（重結晶後ee值為(wei) 99 %）。

與(yu) 傳(chuan) 統釜式工藝相比較，連續流工藝可以有效縮短反應時間，避免副反應發生，提高反應收率。

有機硒化合物由於(yu) 其可能合成具有非凡生物活性和高附加值的綠色化學試劑，在過去的二十多年研究熱度逐漸上升，近期也開始有一些硒參與(yu) 的連續流工藝報道（圖4）。

圖4. 硒參與(yu) 的連續流工藝

Santi等開發了用SeO2和雙氧水氧化硫醚製備亞(ya) 碸和碸的連續流工藝，同時還報道了第一個(ge) 製備雙硒基苯甲酸的反應並第一個(ge) 將該反應利用連續流技術實現(圖4 a&b)。除此以外還有利用連續光化學反應製備三氟甲基硒基的反應報道。

連續流技術在有機硫化學領域的應用是一個(ge) 非常有價(jia) 值的研究方向。
在有機硒化學方麵，由於(yu) 目前報告的例子數量較少，還有進一步研究的空間。
連續流技術與(yu) 其他方法如光化學和電化學等可以很好的配合應用已有很多文獻報道，在氧族有機化合物方麵也同樣適用，也是連續化學在氧族有機化學領域的重點研究方向之一。

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