從平凡到非凡：三家合作共創綠色光氧化奇跡

自2021年起，Almac Sciences與(yu) 米兰app下载安卓合作，利用康寧®高通量-微通道反應器（AFR）技術提升光化學反應能力，旨在開發更高效的連續流合成路線，更好的應對製藥及精細化工領域的挑戰。

研究人員使用的康寧光化學反應器

• 根據現有文獻的廣泛記載，已明確展示了多種金屬催化劑在催化特定反應中的應用，但這些反應體(ti) 係普遍依賴於(yu) 純氧作為(wei) 氧化劑。

• 另一方麵，醌類化合物，特別是蒽醌-2-磺酸鈉（SAS），其實際應用卻受限於(yu) 較長的反應時間，有時甚至需要長達24小時的反應時間。

鑒於(yu) 上述現狀，科研工作者正積極探索利用連續流技術的創新路徑，旨在開發一種高效、可擴展的苯基化合物連續光氧化工藝。

圖1. 蒽醌-2-磺酸鈉(SAS)光催化循環機理

SAS的催化機製清晰表明，光催化劑在從(cong) 底物攫取一個(ge) 氫原子後，必須經曆與(yu) 另一分子氧氣的反應才能複原為(wei) SAS。因此，氧氣量在整個(ge) 反應過程中扮演著至關(guan) 重要的角色。

此過程中，過氧化物中間體(ti) 可能先轉化為(wei) 醇類副產(chan) 物，隨後進一步氧化成目標酮產(chan) 物；或者，過氧化物中間體(ti) 直接轉化為(wei) 酮產(chan) 物。

基於(yu) 上述的機理理解，研究人員精心選取了二苯甲烷(1a)作為(wei) 典型反應底物。

表1 模板反應

在標準條件下，采用20 mol%的SAS催化劑，其催化循環確保了每輪反應僅(jin) 需0.2當量的氧氣用於(yu) 再生，剩餘(yu) 氧氣則全部貢獻於(yu) 二苯甲酮的生成。

在反應底物1ml/min，空氣流速24.8ml/min，光源375nm，50°C條件下，二苯甲烷實現了近乎完全的轉化，通過精確的核磁氫譜分析，確認了二苯甲酮的產(chan) 率高達92%。

研究人員致力於(yu) 將此流動過程實現安全穩定放大。以在4小時和6小時的周期內(nei) 分別生成多克級的產(chan) 品2a和2d。

表2. 放大及普適性研究

小規模試驗中的產(chan) 率得到了重複。這表明該過程在穩態條件下是穩定的（參見表 2）。在這兩(liang) 種情況下，粗產(chan) 品中均發現殘留有少量底物及相應的仲醇（約5-10%），這與(yu) 之前的觀察結果一致。

鑒於(yu) 酮和醛產(chan) 物形成反應性的差異，作者決(jue) 定在光氧化條件下采用如1-乙基-4-甲基苯（1o）等底物，如圖2所示。

圖2. 1-乙基-4-甲基苯的光氧化

研究揭示，酮2o是主要的生成產(chan) 物，而醛3o和雙重氧化產(chan) 物2m作為(wei) 次要產(chan) 物獲得。當改變反應條件時，這一結果得以重現，並且酮2o約占粗產(chan) 品的45%，表明還生成了不同的部分氧化中間體(ti) 。

光催化工藝創新：

以SAS為(wei) 催化劑，實現烷基苯光氧化製酮醛，連續流工藝縮短停留至60秒內(nei) ，提升效率。采用壓縮空氣供氧，結合康寧AFR反應器，綠色環保，減排顯著。

工藝優(you) 化與(yu) 通用性：

優(you) 化流速、催化劑量及光源波長，提升反應效果。該法通用性強，適應多底物，反應靈活，支持定製化生產(chan) 。穩態運行6小時，驗證工業(ye) 化潛力。

康寧AFR前景展望：

未來，性能優(you) 化與(yu) 跨界融合將拓展其應用，推動光催化技術快速發展。