En el campo de la síntesis orgánica, los éter diaril son una clase de unidades estructurales vitales, ampliamente presentes en productos naturales, medicamentos y productos químicos agrícolas. Durante mucho tiempo, los investigadores han estado explorando métodos de síntesis eficientes de éter diarílico, entre los cualesPdCatalíticaC-OLa reacción de acoplamiento cruzado es una de las estrategias comunes. Sin embargo, los métodos tradicionales dependen de bases inorgánicas insolubles, lo que resulta en sistemas de reacción heterogéneos, que no solo tienen una mala reproducibilidad entre diferentes escalas y laboratorios, sino que también son incompatibles con muchas tecnologías modernas de empoderamiento. Sin embargo,Martyna I. Ostrowska,Por James A. Morrisypor Liam T. BallLa última investigación del equipo ha traído avances y han desarrollado unPdFenoles catalizados con trifluorometanosulfonatos de ariloC-OReacción de acoplamiento y muestra un gran potencial en la aplicación de la tecnología de flujo continuo.

El dilema de los métodos tradicionales: muchos problemas de la reacción heterogénea

TradiciónPdLa reacción de síntesis catalítica de éter diarílico, debido al uso de bases inorgánicas solubles, hace que el sistema de reacción parezca un Estado heterogéneo de dos fases sólido - líquido. Hay muchos problemas con este sistema heterogéneo:

Sensibilidad a la transferencia de masa:La transferencia de masa en la fase dual sólida - líquida es extremadamente sensible a la eficiencia de mezcla, y cuando se produce a escala de fábrica, es necesario diseñar cuidadosamente el reactor para garantizar el efecto de transferencia de masa; Al mismo tiempo, el tamaño y la morfología de las partículas alcalinas pueden cambiar en diferentes lotes y durante el proceso de reacción, lo que afecta aún más la transferencia de masa.

repetirSexo pobre:Debido a que la transferencia de masa se ve afectada por muchos factores e inestable, cuando la reacción se convierte entre diferentes laboratorios o diferentes escalas,RepetibilidadLos problemas son muy comunes y causan grandes problemas a la investigación científica y la producción.

Incompatible con la tecnología habilitante:En experimentos de alto rendimiento, las oscilaciones orbitales comunes o la agitación de rodadura son difíciles de mezclar completamente las suspensiones pesadas, lo que resulta en la actividad de reacción obtenida.“tendencia",No se puede reproducir en la escala de preparación; Cuando se calienta por microondas, la mala mezcla puede hacer que la muestra esté expuesta de manera desigual en el campo magnético, y se forma un gradiente de temperatura en el recipiente de reacción, lo que no solo causa errores de medición de temperatura que afectan la reproducibilidad, sino que también puede producir sobrecalentamiento local, pérdida de control de la fiebre e incluso explosión; Al pasar de la reacción por lotes a la reacción de flujo continuo, el reactor es fácil de bloquear y generalmente requiere una intervención técnica especial para resolverlo. Además, independientemente de la escala y la forma de la reacción, el monitoreo de la reacción de los sistemas heterogéneos es desafiante, lo que no favorece la optimización de la reacción, la investigación de mecanismos y el control del proceso.

Programas de innovación: homogéneosPdSistema de reacción catalítica

Para resolver los inconvenientes de los métodos tradicionales, el equipo de investigación desarrolló una homofase basada en Aminas terciarias débilmente solubles.PdSistema catalítico, que tiene las siguientes ventajas clave:

Entorno de reacción homogénea:El uso de bases orgánicas solubles para hacer que la mezcla de reacción sea homogénea resuelve fundamentalmente los problemas de transferencia de masa y reproducibilidad del sistema heterogéneo.

Regulación precisa de las condiciones de respuesta:A través de una cuidadosa selección de ligandos, reactivos electrofilicos a base de arilo y bases, se evitan efectivamente las reacciones secundarias y la intoxicación del catalizador, y se logra una reacción catalítica eficiente. El estudio encontró que,AdBippyPhos()L28) yPMPLa combinación de P + I ha tenido un buen desempeño en la respuesta y puede mejorar significativamente la eficiencia y selectividad de la respuesta.

Amplia aplicabilidad del sustrato:Este método tiene una buena compatibilidad con una variedad de ésteres de ácido trifluorometanosulfónico aromático y sustratos fenoles, ya sean sustratos con grupos donante de electrones, grupos absorbentes de electrones o subrogadores vecinales, la mayoría de ellos pueden obtener productos objetivo en Buenos a excelentes rendimientos. Para algunos fenoles derivados de productos naturales complejos, también se puede construir rápidamente una estructura compleja de éter diarílico a través de este método.

Aspectos destacados del núcleo: la aplicación exitosa de la tecnología de flujo continuo

Entre las muchas ventajas, la aplicación de este método en la tecnología de flujo continuo es particularmente prominente, convirtiéndose en un avance importante en la promoción de la eficiencia y escala de la química sintética:

Conversión sin fisuras sin optimización adicional:El equipo de investigación aprovecha“Microondas a flujo continuo",Modo, la conversión de la reacción directamente de la reacción por lotes de microondas a la reacción de flujo continuo, sin optimización adicional de las condiciones de reacción. Con productos objetivo relacionados con la industria- -Coenzima AcetilUnaInhibidor de la carboxilasa fluorocaoyan..fluazifopLa síntesis, por ejemplo, en las reacciones por lotes, tanto el calentamiento por microondas como el calentamiento convencional (cambiando el disolvente por el éter de benceno de alto punto de ebullición), pueden obtener el producto objetivo en un excelente rendimiento, y la aplicación directa de la reacción al sistema de flujo continuo también ha logrado buenos resultados.

Alta eficiencia y Alto rendimiento, adecuado para la producción a gran escala:En condiciones de reacción de flujo continuo, solo es necesario30El tiempo de operación de minutos puede obtener más de1Gramos de humo de hierba de flúor, con una tasa de separación de hasta76%La producción diaria convertida puede alcanzar53Gramos. Esta capacidad de producción eficiente ha sentado una base sólida para la aplicación de este método en la producción industrial a gran escala.

El equipo es simple y fácil de promover:El dispositivo experimental de flujo continuo es extremadamente simple, todos los reactivos se cargan en una sola jeringa en el aire y luego se sumergen en un baño de aceite de silicona a través del teflón estándar.PTFELa bobina de calentamiento del tubo puede completar la reacción. Sin el uso de equipos complejos como triples mixtos, reguladores de contrapresión o bombas avanzadas, incluso laboratorios sin experiencia en química de flujo continuo pueden llevar a cabo fácilmente experimentos relacionados, lo que reduce en gran medida el umbral de aplicación de la tecnología de flujo continuo y favorece la amplia promoción del método.

Investigación sobre el mecanismo de reacción: proporcionar soporte teórico para la optimización de la reacción

El estudio en profundidad del mecanismo de reacción proporciona una base teórica importante para la optimización y aplicación de este método:

Catalizadorestado de reposoY paso decisivo: a través del estudio de la dinámica de reacción y el análisis de la relación de energía libre lineal, se determinó elestado de reposoEs sal de paladio aromático..Ⅲ), el paso de reducción y eliminación es el paso decisivo de la reacción. Este descubrimiento proporciona una dirección clara para optimizar aún más las condiciones de reacción y aumentar la velocidad de reacción.

Efectos de los efectos electrónicos:HammettEl análisis gráfico muestra que la tasa de reacción es sensible a las propiedades electrónicas de los trifluorometanosulfatos arílicos y los sustratos fenoles. Trifluoromesilato de ariloHammettConstanteρEs positivo..+1.75), lo que indica que el Grupo de absorción de electrones es propicio para la reacción; FenolesHammettConstanteρEs negativo..-2.21), es decir, la administración de grupos electrónicos puede promover la reacción. Sobre la base de esta ley, los investigadores pueden optimizar el efecto de la reacción seleccionando un sustrato con propiedades electrónicas adecuadas. Por ejemplo, cuando el Polifenol pobre electrónico no reacciona bien con el trifluorometanosulfonato neutro electrónico, la parte aromática más rica en electrones se puede utilizar como Polifenol y la parte más pobre de electrones se puede utilizar como trifluorometanosulfonato, logrando así un acoplamiento eficiente.

Resumen y perspectivas

La homogeneidad desarrollada por la investigaciónPdFenoles catalíticosEl O-El método de arilación no solo resuelve muchos problemas de las reacciones heterogéneas tradicionales, sino que también logra avances importantes en la aplicación de la tecnología de flujo continuo. Sus simples requisitos de equipo, alta eficiencia de reacción y amplia aplicabilidad de sustrato hacen que tenga un gran potencial de aplicación en la investigación científica y la producción industrial. En el futuro, con la mejora y promoción del método, se espera que traiga cambios revolucionarios a la síntesis de compuestos de éter diarílico y promueva el rápido desarrollo en los campos de la investigación y el desarrollo de medicamentos y la producción de productos químicos agrícolas. Al mismo tiempo, el estudio también proporciona una valiosa experiencia de referencia para la optimización de otras reacciones de acoplamiento cruzado y la aplicación de la tecnología de flujo continuo, lo que ayudará a la química sintética a avanzar hacia una dirección más eficiente, verde y a mayor escala.

Química de streamerización continua en braillis, zhejiang: un arma técnica para potenciar la síntesis eficiente

Tecnología Química de streamer continuo en braillis, zhejiang, yOstrowskaEl concepto de síntesis habilitada por flujo continuo en el estudio del equipo está muy en línea y es fenoles.O -Reacciones como la arilación proporcionan soluciones eficientes. Su reactor de placa fotoquímica utiliza un microcanal tridimensional grabado por láser femtosegundo, combinado con una cavidad de vidrio de alta transmisión de luz, para lograr un contacto completo entre el reactivo y los fotones, lo que mejora en gran medida la eficiencia de la transferencia de masa.

Este soporte técnico 254-950nmAjuste flexible de la longitud de onda, combinado±0.1℃El control preciso de la temperatura y el sistema de monitoreo inteligente pueden adaptarse a las necesidades de control fino del sistema catalítico homogéneo y resolver problemas como la baja eficiencia de la reacción tradicional y la mala reproducibilidad. El diseño modular realiza una conexión perfecta entre la pequeña prueba y la producción de toneladas.

Brailis - reactor de fotopolimerización de microcanal de placa