【最新综述】点击反应中的流动化学Ⅱ

来源：康宁反应器技术有限公司      分类：产品评测 2024-02-02 15:45:06 84阅读次数

研究背景

在化学领域，点击反应是一种高效的合成策略，其特点是利用高选择性和高效反应来快速构建复杂分子。Barry Sharpless、Morten Meldal和Carolyn Bertozzi教授因其在 “点击反应” 方面的开创性工作及其对生物正交变换的扩展而于2022年获得诺贝尔化学奖。

铜催化的叠氮化物和炔烃之间的[3+2]环加成反应，也被称为Huisgen环加成，是最为重要的点击反应之一。相比传统的批处理方案，在连续流设备中进行Huisgen环加成具有显著优势：

• 如更精确的温度控制； 

•  更快地达到所需温度；

•  改进的混合；

•  更高的催化剂与底物比率； 

•  更快的催化剂和参数筛选。

在上篇内容中为大家已介绍在连续流反应器系统中进行的不同类型的点击反应，点击进入查看：

【最新综述】点击反应中的流动化学Ⅰ

更多点击反应案例请继续阅读。

Ceylan团队

 - 磁性材料的应用

2010年，Ceylan的团队报告了一种有趣且极具创新性，在连续流中进行Huisgen环加成的方法。在他们早期的工作中，他们使用了铁磁性材料，如Fe₃O₄纳米颗粒，这种材料可以进行感应加热，从而产生了一种新的、有效的加热连续流反应器系统的方法。

其他导电材料，比如铜，将感应加热与其固有的催化活性相结合，形成优异的金属活化和底物的快速转化。

Pan的团队

 - 大分子催化剂的应用

Pan的小组开发了一种聚苯乙烯-聚乙二醇树脂负载的三嗪基聚乙烯亚胺树状大分子催化剂体系，其中Cu²⁺离子结合在三嗪氮和氨基之间。

该小组研究了涉及具有吸电子和给电子官能团（21a?m）以及芳基、苄基和脂肪族叠氮化物（22a?f）的各种脂肪族和芳香族炔烃的反应的底物耐受性（Scheme 10）。在所有情况下，基材都能达到所需效果，三唑的产率很高（89?99%）。

Fu?lo?p团队

- 铜粉的应用

2013年，Fu?lo?p团队将铜粉装入不锈钢催化剂筒中，合成了多取代的1,2,3-三唑部分，涉及新型叠氮基β-氨基环己烷羧酸衍生物。

该小组还通过柱色谱法纯化化合物后，对其进行ICP-MS来测量分离产物的铜含量。实验表明，在每个反应中铜污染都处于可接受的水平（3.9?9.1μg Cu/g产物）。

为了证明该方法的可扩展性并随着时间的推移检查催化剂活性，使23b和24d之间的反应连续运行100分钟。在不改变催化剂床的情况下，获得96%的产率，相当于2.04克相应的三唑。

Vandenbergh团队

 - 端基修饰和环加成

Vandenbergh等人成功地证明了微流反应器，用于连续合成用叠氮化物端基修饰的聚合物的有用性。用炔烃聚合物进行铜催化的环加成，得到嵌段之间具有三唑连接体的嵌段共聚物。

与分批技术相比，这一结果可以被认为是一个显著的改进，因为后者需要3小时的反应时间，而连续流动方法的停留时间仅为40分钟，这足以满足转变使用尺寸排阻色谱法对所得的三唑连接的嵌段共聚物进行表征。

Wen的团队

 - 纳米多孔膜的应用

Wen的团队最近报道了一种由金铜合金纳米线制成的新型纳米多孔膜，用于有效催化炔烃和叠氮化物之间的Huisgen环加成。

与其他反应模式相比，这种催化剂体系的显著优点是在分批和流动中铜浸出量减少。此外，该合金由于其高金含量而更耐表面氧化。

• 膜催化剂的重复使用性研究。仅在第五个实验中检测到产率的相对较小的下降（89%）；

• 底物研究，以确认膜催化反应的稳健性（Scheme 13）；

• 几种不同的叠氮化物，其中一种包括二氧杂环戊环部分合成化学；

• 放大实验，化合物25a也在克级（1.81g）上，通过通宵运行系统。

Mes?c?ic?团队 

- 超声的应用

Mesc?ic?;?及其同事，使用超声支持的连续流动反应器系统，合成了新型的1，2，3-三唑基附加的L-抗坏血酸衍生物。这是叠氮化物取代的抗坏血酸和炔烃之间的Huisgen环加成的第一个文献例子。

作者还发现，这些产品的产量取决于三唑部分的取代模式。与所有其他化合物相比，苯基取代的三唑的邻位和间位给电子基团的产率更高。

在掌握最佳条件的情况下，他们使用先前合成的叠氮化乙烯11以中等至良好的产率（39?78%）获得了12种不同N-乙烯基取代的三唑（16a?l）的化合物库。

小结

原文中还有更多案例介绍，感兴趣的朋友，可以联系康宁。

• 连续流技术由于其与传统批处理方案相比的优势，在有机合成领域不断发展，并取得了越来越多的进展；

• 流动化学也可以成为增强各种点击反应的有用工具，这是一个正在经历重大复兴的有机化学领域；

• 流动化学技术和其他技术的结合，在有机合成领域得到更广泛的应用；

• 通过将实验从间歇流转移到连续流，产率、催化剂吸附、杂质分布和反应时间都得到改善。

参考文献：

https://pubs.acs.org/10.1021/acs.oprd.3c00364

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