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微流控芯片反应器在有机合成中的若干应用

胡瑞君  
【摘要】:基于微流控芯片的研究一直以来都是分析化学中微分析化学方向的热点,随着该领域研究的深入,微流控芯片的一些特性使其逐渐被广泛应用于有机合成之中。微通道内具有传质传热快,混合效率高,参数控制精确,反应选择性高的特点,可以实现微量的反应条件快速筛选。节约反应原料,提高筛选效率,更加贴合绿色化学的概念。本文在微流控芯片反应器中研究了一些有机合成反应,筛选出最优反应条件,均以高选择性高产率得到产物。主要研究内容与结果如下: 1、研究了微流控芯片反应器中的二茂铁的付-克酰基化反应。通过对酰化反应温度、反应溶剂、进样体积流速和反应物浓度的筛选,确定了该微反应的最优条件,并研究了微通道中流体流动情况与反应结果的关系。该酰基化反应时间短,操作简便,一乙酰化产物选择性好、收率高。 2、在课题组原有工作基础上,发展了在微流控芯片反应器中邻苯二胺、芳香醛和二醋酸碘苯一锅法合成2-芳基苯并咪唑类化合物的三组分串联反应。与强放热且杂质多的常规反应相比,该微流控反应温和迅速,产率高,选择性好,反应后处理更简单。 3、在微流控芯片反应器中实现了碘化亚铜催化的苄溴、叠氮化钠和端炔的无配体三组分Click反应,反应中采用抗坏血酸钠作为添加剂,避免了反应过程中生成的三氮唑中间体与端炔进一步氧化偶联得到副产物。在筛选出的最优条件下,以89-98%的产率得到1,4-二取代-1,2,3-三氮唑类化合物。 4、发展了在微反应器中异喹啉、炔酸酯和三氟甲基芳酮参与的新型三组分1,4-偶极环加成反应,以良好到优秀的收率得到6-三氟甲基-1,3-嗯嗪衍生物。与常规反应10h相比,芯片中仅需9min,选择性和产率更高。 5、研究在微流控芯片中二氯卡宾与烯烃的加成反应,通过相转移催化剂存在下与无催化剂时反应结果的比较,显示出微反应与常规反应的非均相反应混合效率差别,并且实现了芯片中1,1-二氯环丙烷类化合物的高产率高选择性合成。


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