秒變“醇”香：連續流技術如何解鎖醛酮還原新潛力？

圖1：康寧微反應器中α,β-不飽和醛的選擇性還原過程

值一提的是，在微量三氯化鈰催化下，團隊首次實現了α,β-不飽和羰基化合物的高效選擇性連續還原（如圖1所示），即Luche還原反應的連續化。

實驗設備：本次實驗在康寧Low Flow（低流量）微通道反應器上進行。使用6個(ge) 帶心形混合結構的玻璃模塊，每個(ge) 模塊的持液體(ti) 積為(wei) 0.45mL，其中第一個(ge) 模塊主要起原料混合和預加熱的作用，並在後5個(ge) 模塊充分反應，在反應器出口用熱電偶檢測溫度。

A，B – 進料泵；

Cin ，Cout - 恒溫循環浴的“進”和“出”;

D - Corning®低流量反應器的混合模塊;

E - 測量反應混合物溫

實驗操作：原料以1,4-二氧六環作溶劑，硼氫化鈉溶於(yu) 甲醇，並加入5%的甲醇鈉作為(wei) 穩定劑。反應在連續流出口用醋酸水溶液進行淬滅。

作者以苯乙酮為(wei) 模板底物，研究了該反應在連續流中的工藝條件。

圖2：溫度、還原劑當量、停留時間對還原反應的影響

• 還原劑硼氫化鈉使用2當量，溫度範圍20-60°C（如圖2所示），60°C，100秒轉化率最高可達98%，實驗測得反應的活化能約為(wei) 30±5 kJ/mol。

• 硼氫化鈉當量降低至1.25 eq時，其他條件相同的情況下，收率92%，通過延長停留時間能使得收率達到99%以上。

在得到了最優(you) 條件後，作者對該反應對於(yu) 其他酮、醛類底物的普適性進行了拓展。

圖3：該反應在酮類底物中的應用

對於(yu) 大多數芳香酮和脂肪酮類，使用2當量的硼氫化鈉，在20-80秒內(nei) 能以98%以上的轉化率還原到對應的醇（見圖3）。

圖4：該反應在醛類底物中的應用

醛基底物活性更高，隻需使用1當量的硼氫化鈉，且停留時間能夠縮短至20秒，即可完成轉化（見圖4）。

對α,β-不飽和羰基化合物，即Luche還原反應探索。

圖5：該反應體(ti) 係在Luche還原中的應用

• 在傳(chuan) 統的釜式工藝中，Luche還原需要使用1當量的稀土金屬化合物三氯化鈰催化，而在微通道反應器中，可以大幅降低至0.2當量達到同樣的反應效果。

• 以底物11為(wei) 例，隨著催化量的提高，烯醇產(chan) 品的選擇性也逐漸提高，至催化量20%時，選擇性可以達到96%（圖5，Entry 3）。

• 而對於(yu) 其他一些大位阻和大共軛體(ti) 係的底物來說，Luche反應的轉化率和選擇性有一定的降低，提高選擇性可以通過繼續增加三氯化鈰的量來實現。