01 氣-液反應(yīng)
傳統(tǒng)的氣-液反應(yīng)在藥物合成過(guò)程中，由于分子在兩相間接觸面積小，需不斷的加壓、不間斷的攪拌才能完成，因此，在大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中，若采用有毒氣體，不僅會(huì)增加反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，而且還會(huì)增加能源消耗。而流化床的反應(yīng)器體積較小，且以較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)提高產(chǎn)率為主，因此能較好地確保試驗(yàn)的安全性。
一氧化碳(CO)作為一種重要的有機(jī)化合物，在醫(yī)藥領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，但其無(wú)色、無(wú)味、有毒。當(dāng)前，許多團(tuán)隊(duì)都在采用流動(dòng)化學(xué)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)CO/Pd的羰基化反應(yīng)。在這些例子中，Ley等人報(bào)告了使用“管中管”(tube-in-tube)載氣設(shè)備進(jìn)行鈀催化羰基合成的例子。本項(xiàng)目擬在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)分子篩結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)分子篩結(jié)構(gòu)和分子篩構(gòu)型的調(diào)控，并將其應(yīng)用到分子篩催化合成中。
02 液-液反應(yīng)
液-液反應(yīng)過(guò)程中，各相用注入泵輸送，并通過(guò)T形攪拌機(jī)實(shí)現(xiàn)基質(zhì)的混合。反應(yīng)分別在聚四氟乙烯(PTFE)盤(pán)管反應(yīng)器和有機(jī)玻璃片管反應(yīng)器中進(jìn)行。相對(duì)于傳統(tǒng)的分批反應(yīng)，流動(dòng)反應(yīng)能夠極大地增大兩相的接觸面積，提高反應(yīng)的收率?？ㄅ鍒F(tuán)隊(duì)報(bào)告了在液-液反應(yīng)系統(tǒng)中通過(guò)布歇爾-伯格反應(yīng)生成海因的工作。其中，醛類(lèi)、酮類(lèi)化合物與氰類(lèi)負(fù)離子發(fā)生鍵合，生成相應(yīng)的氰類(lèi)化合物，再與氨類(lèi)、CO2等進(jìn)行反應(yīng)，構(gòu)建目標(biāo)雜環(huán)骨架[1]。
氣態(tài)試劑借助于(NH4)2CO3的原位熱分解生成。通常，間歇式反應(yīng)要求把將羰基化合物、KCN、(NH4)2CO3等化合物在水或乙醇溶液中進(jìn)行循環(huán)，通常需要幾個(gè)小時(shí)，甚至幾天的時(shí)間。
而在連續(xù)流動(dòng)法中，則是以醋酸乙酯為溶劑，以水為溶劑，在20巴的壓力下，將哈氏合金盤(pán)管反應(yīng)器的溫度提高到120°C。在此過(guò)程中，由于高溫高壓的存在，分解后的氣體能夠充分的與基質(zhì)充分的融合，因此，可以極大的減少反應(yīng)過(guò)程，提高反應(yīng)效率。
03 液-液-固反應(yīng)
已有研究?jī)H有一例在連續(xù)流條件下實(shí)現(xiàn)了醇的三相氧化。首先以四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)為載體，將其裝入高分子管內(nèi)。將含氯化鈉、溴化鉀的水相與苯甲醛在DCM中的溶液在Y形攪拌機(jī)中進(jìn)行混合[2]。在0°C，停留時(shí)間4。8min，各種伯醇和仲醇都能順利地氧化成相應(yīng)的醛類(lèi)和酮類(lèi)化合物，從而獲得理想的氣相色譜產(chǎn)率。
04 固-液反應(yīng)
在連續(xù)流中，含固相物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)大多發(fā)生在填料床反應(yīng)器內(nèi)。非均相催化反應(yīng)因無(wú)需額外的催化劑循環(huán)使用而成為該反應(yīng)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。鈀催化環(huán)化碳-碳鍵、碳-雜原子偶聯(lián)反應(yīng)在構(gòu)建醫(yī)藥中間體方面具有廣泛應(yīng)用前景。當(dāng)前，有機(jī)硼(Suzuki-Miyaura)、烯烴(Mizo-roki-Heck)以及有機(jī)鋅(Negishi)等化合物的固-液反應(yīng)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)上。此外，也有一些研究表明，通過(guò)固-液法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不穩(wěn)定或者毒性較大的藥物中間體的合成。Alczar等人曾報(bào)道過(guò)以SiliaCat-DPP-Pd為載體，具有良好的吸附性能和不易脫吸的特點(diǎn)[3]。
在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的優(yōu)化，將其與氯代芳基及芳基三氟甲基磺酸酯反應(yīng)，制備出一系列具有較高選擇性的雙芳基化合物。需要指出的是，在基質(zhì)濃度為0。15M，反應(yīng)溫度為60°C時(shí)，只需5分鐘即可完成轉(zhuǎn)化。
05 氣-液-固反應(yīng)
在醫(yī)藥工業(yè)中，催化加氫是一種非常重要的反應(yīng)，它是一種非常有前途的催化加氫反應(yīng)。氫氣被裂解為氫原子，加入到不飽和的碳-碳鍵中，最后由催化劑表面脫附而獲得所需要的化合物。這些重要的反應(yīng)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)烯烴，炔烴，芳香烴等化合物的多個(gè)催化體系，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)腈，酰胺，疊氮，硝基，羰基等化合物的多個(gè)催化體系。
在氣-液-固三元體系中，催化氫化是一種可行的方法。Jones團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一個(gè)具有革新意義的持續(xù)加氫反應(yīng)體系，它是通過(guò)一個(gè)綜合的電解池將去離子水進(jìn)行電解來(lái)生產(chǎn)氫的。在該反應(yīng)中，無(wú)需使用氫氣罐，極大地減少了安全隱患。所產(chǎn)生的氫在電控閥門(mén)的控制下，被送入了一種由多孔鈦顆粒組成的反應(yīng)器，保證了充分的混合[4]。
在此基礎(chǔ)上，將混合氣送入高精度的加熱型填料床，并利用可調(diào)的背壓調(diào)節(jié)器對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本系統(tǒng)適用于10攝氏度至150攝氏度，最高壓力為100巴，因此可大大減少加氫的危險(xiǎn)。更引人注目的是，當(dāng)用重水取代電解水中的去離子水時(shí)，也有可能將氘元素引入到藥物分子中。這將為新型藥物分子的設(shè)計(jì)開(kāi)辟新的途徑[5]。
歐世盛科技推出的微反應(yīng)加氫平臺(tái)具有更高的效率和選擇性。微通道反應(yīng)器可以很容易地用于放大反應(yīng)，放大效應(yīng)較小。在催化劑開(kāi)發(fā)方面，微通道反應(yīng)器的進(jìn)一步發(fā)展將滿(mǎn)足更好的選擇性和更高的周轉(zhuǎn)次數(shù)以及提高穩(wěn)定性的需要。
參考文獻(xiàn)
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[2]樂(lè)型茂,朱相武,周嘉第,余志群.連續(xù)流重氮化反應(yīng)技術(shù)研究進(jìn)展[J].浙江化工,2022,53(03):17-28.
[3]王枝闊,滕忠華,余志群.連續(xù)流氧化反應(yīng)技術(shù)研究進(jìn)展[J].浙江化工,2022,53(03):29-35.
[4]趙啟莽,李軍峰,毛志鵬,楊紅軍,朱夢(mèng)驚,項(xiàng)扶委,陳建.微反應(yīng)技術(shù)在氫化反應(yīng)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].化肥設(shè)計(jì),2022,60(01):6-12,27.
[5]程廣業(yè),連續(xù)流反應(yīng)技術(shù)在藥物分子合成中的應(yīng)用研究.中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù),工業(yè)A.
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