【新案例】连续流光催化[2+2]加成反应合成吡咯衍生物

2018年12月26日 反应釜设备 300 views

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吡咯衍生物是药物化学里最常用到的一类二级胺,FDA批准的药物中,超过100个药物分子拥有吡咯环结构单元。因此,药物化学家对开发具有已知理化特性的吡咯烷的新型生物非常感兴趣。

连续流技术

近日,乌克兰基辅大学的Pavel K. Mykhailiuk博士等人,报道了使用连续流反应器,利用光催化 [2+2] 环加成反应,合成了分子结构刚性较高的吡咯烷类似物——2,4-甲酰吡咯烷及其衍生物。该工作发表在了有机化学期刊J. Org. Chem.上(DOI: 10.1021 / acs.joc.8b0 2071 )。

图 1 光催化[2+2]环加成反应以及不同规模的反应装置照片

如图1所示,原料2-(N-烯丙基苯甲酰胺基)丙烯酸甲酯(化合物1)在366nm波长光催化下,以苯乙酮为光敏剂,乙腈为溶剂,进行光催化[2+2]环加成反应合成(1S,4S)-2-苯甲酰基-2-氮杂双环[2.1.1 ]己烷-1-羧酸甲酯(化合物2)。

Mykhailiuk博士在20mg和10g规模下,均使用烧瓶来完成的实验,在公斤级规模采用了连续流光化学反应器(流速20ml/min,管道内径8mm,管道材质聚全氟乙丙烯(FEP),光源功率4x400w),反应过程监控使用NMR来实现,反应混合液经过浓缩、洗涤、脱溶等后处理,产品获得了90%收率。

小结

过去30年,人们在光化催化反应研究和应用领域进展比较慢,但近5年发展非常迅速。主要原因是使用传统间歇釜工艺受反应器换热效率、光强度、安全性等因素局限。

随着微反应器技术以及LED光源的快速发展,尤其是康宁光化学反应器技术的出现,给研究者创造了良好的硬件条件,所以近年来连续光催化的研究报道越来越多。有的企业已经在进行工业化生产。后续我们将对文献资料进行更多整理和分享,敬请期待。

康宁反应器技术

康宁系列光化学反应器

  • 配有6个不同波长的LED光源

  • LED光源强度可自由调节

  • LED光源从玻璃模块两边均匀覆盖

  • 液体冷却延长LED使用寿命

  • 由iPad无线遥控光源波长和强度选择

  • 实现从研发到生产的无缝放大,最大产能达1000吨年通量

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