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酰胺的微反应器快速合成

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2019/4/16 13:58:44

酰胺广泛存在于药物、以及具有生物活性成分的天然产品中。酰胺的合成也是有机合成

重要的反应之一。

常用的酰胺合成方法是需要活化羧基衍生物,如酰氯、酸酐和酯类。或者,羧酸直接与胺

反应,由化学计量的偶联剂(例如碳化二亚胺或 1-苯并三唑衍生物)辅助。

然而,这些经典方法原子效率低,导致环境污染。因此,药物圆桌会议确定“采用高原子经

济性反应物形成酰胺”是有机化学中具挑战性的任务之一。

杭州师范大学的张文文课题小组使用微滴定作为微通道反应器,以酮和羟胺作为底物合成酮

肟,酮肟经过贝克曼重排得到产物酰胺。

步合成酮肟:


作者分别尝试了温度、羟胺浓度和氢氧化钠浓度对收率的影响,相对于釜式 1 小时的反应时

间,使用微反应器仅需几秒钟即可达到与釜式相似的收率。

第二步酮肟催化合成酰胺:


作者分别尝试了停留时间和温度对收率的影响:

根据筛选好的条件,作者分别对比了不同催化剂在微滴定和釜式的收率,可以看出微滴定中

的收率远高于釜式,侧面也反映出了微滴定的反应速度更快:


后,作者分别测试了不同底物在微滴定和釜式中的合成收率,微滴定收率同样远高于釜式:


纵观整个实验,可以看出使用微反应器可以:

1)极大的提升产物酰胺的合成收率;

2)反应时间从小时缩短至几秒;

3)节省有机溶剂响应绿色化学号召;

4)简易的操作方式可以快速对反应条件进行筛选。

后续优化可以选用更大通道尺寸的微通道反应器,流速非常有希望从毫克每分钟到几十克每

分钟直至吨级工业化生产。

参考文献:

DOI: 10.1021/acs.joc.8b02669 

J. Org. Chem. 2019, 84, 851859

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