【最新綜述】點(diǎn)擊反應(yīng)中的流動(dòng)化學(xué)Ⅱ

更新時(shí)間：2024-03-13 點(diǎn)擊次數(shù)：1726

研究背景

在化學(xué)領(lǐng)域，點(diǎn)擊反應(yīng)是一種高效的合成策略，其特點(diǎn)是利用高選擇性和高效反應(yīng)來快速構(gòu)建復(fù)雜分子。Barry Sharpless、Morten Meldal和Carolyn Bertozzi教授因其在 “點(diǎn)擊反應(yīng)" 方面的開創(chuàng)性工作及其對(duì)生物正交變換的擴(kuò)展而于2022年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

銅催化的疊氮化物和炔烴之間的[3+2]環(huán)加成反應(yīng)，也被稱為Huisgen環(huán)加成，是最為重要的點(diǎn)擊反應(yīng)之一。相比傳統(tǒng)的批處理方案，在連續(xù)流設(shè)備中進(jìn)行Huisgen環(huán)加成具有顯著優(yōu)勢(shì)：

如更精確的溫度控制；
更快地達(dá)到所需溫度；
改進(jìn)的混合；
更高的催化劑與底物比率；
更快的催化劑和參數(shù)篩選。

在上篇內(nèi)容中為大家已介紹在連續(xù)流反應(yīng)器系統(tǒng)中進(jìn)行的不同類型的點(diǎn)擊反應(yīng)，點(diǎn)擊進(jìn)入查看：

Ceylan團(tuán)隊(duì)

- 磁性材料的應(yīng)用

2010年，Ceylan的團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種有趣且具創(chuàng)新性，在連續(xù)流中進(jìn)行Huisgen環(huán)加成的方法。在他們?cè)缙诘墓ぷ髦?，他們使用了鐵磁性材料，如Fe₃O₄納米顆粒，這種材料可以進(jìn)行感應(yīng)加熱，從而產(chǎn)生了一種新的、有效的加熱連續(xù)流反應(yīng)器系統(tǒng)的方法。

其他導(dǎo)電材料，比如銅，將感應(yīng)加熱與其固有的催化活性相結(jié)合，形成優(yōu)異的金屬活化和底物的快速轉(zhuǎn)化。

Pan的團(tuán)隊(duì)

- 大分子催化劑的應(yīng)用

Pan的小組開發(fā)了一種聚苯乙烯-聚乙二醇樹脂負(fù)載的三嗪基聚乙烯亞胺樹狀大分子催化劑體系，其中Cu²⁺離子結(jié)合在三嗪氮和氨基之間。

該小組研究了涉及具有吸電子和給電子官能團(tuán)（21a?m）以及芳基、芐基和脂肪族疊氮化物（22a?f）的各種脂肪族和芳香族炔烴的反應(yīng)的底物耐受性（Scheme 10）。在所有情況下，基材都能達(dá)到所需效果，三唑的產(chǎn)率很高（89?99%）。

Fu?lo?p團(tuán)隊(duì)

- 銅粉的應(yīng)用

2013年，F(xiàn)u?lo?p團(tuán)隊(duì)將銅粉裝入不銹鋼催化劑筒中，合成了多取代的1,2,3-三唑部分，涉及新型疊氮基β-氨基環(huán)己烷羧酸衍生物。

該小組還通過柱色譜法純化化合物后，對(duì)其進(jìn)行ICP-MS來測(cè)量分離產(chǎn)物的銅含量。實(shí)驗(yàn)表明，在每個(gè)反應(yīng)中銅污染都處于可接受的水平（3.9?9.1μg Cu/g產(chǎn)物）。

為了證明該方法的可擴(kuò)展性并隨著時(shí)間的推移檢查催化劑活性，使23b和24d之間的反應(yīng)連續(xù)運(yùn)行100分鐘。在不改變催化劑床的情況下，獲得96%的產(chǎn)率，相當(dāng)于2.04克相應(yīng)的三唑。

Vandenbergh團(tuán)隊(duì)

- 端基修飾和環(huán)加成

Vandenbergh等人成功地證明了微流反應(yīng)器，用于連續(xù)合成用疊氮化物端基修飾的聚合物的有用性。用炔烴聚合物進(jìn)行銅催化的環(huán)加成，得到嵌段之間具有三唑連接體的嵌段共聚物。

與分批技術(shù)相比，這一結(jié)果可以被認(rèn)為是一個(gè)顯著的改進(jìn)，因?yàn)楹笳咝枰?小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間，而連續(xù)流動(dòng)方法的停留時(shí)間僅為40分鐘，這足以滿足轉(zhuǎn)變使用尺寸排阻色譜法對(duì)所得的三唑連接的嵌段共聚物進(jìn)行表征。

Wen的團(tuán)隊(duì)

- 納米多孔膜的應(yīng)用

Wen的團(tuán)隊(duì)最近報(bào)道了一種由金銅合金納米線制成的新型納米多孔膜，用于有效催化炔烴和疊氮化物之間的Huisgen環(huán)加成。

與其他反應(yīng)模式相比，這種催化劑體系的顯著優(yōu)點(diǎn)是在分批和流動(dòng)中銅浸出量減少。此外，該合金由于其高金含量而更耐表面氧化。

膜催化劑的重復(fù)使用性研究。僅在第五個(gè)實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到產(chǎn)率的相對(duì)較小的下降（89%）；
底物研究，以確認(rèn)膜催化反應(yīng)的穩(wěn)健性（Scheme 13）；
幾種不同的疊氮化物，其中一種包括二氧雜環(huán)戊環(huán)部分合成化學(xué)；
放大實(shí)驗(yàn)，化合物25a也在克級(jí)（1.81g）上，通過通宵運(yùn)行系統(tǒng)。

Mes?c?ic?團(tuán)隊(duì)

- 超聲的應(yīng)用

Mesc?ic?;?及其同事，使用超聲支持的連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器系統(tǒng)，合成了新型的1，2，3-三唑基附加的L-抗壞血酸衍生物。這是疊氮化物取代的抗壞血酸和炔烴之間的Huisgen環(huán)加成的第一個(gè)文獻(xiàn)例子。

作者還發(fā)現(xiàn)，這些產(chǎn)品的產(chǎn)量取決于三唑部分的取代模式。與所有其他化合物相比，苯基取代的三唑的鄰位和間位給電子基團(tuán)的產(chǎn)率更高。

在掌握最佳條件的情況下，他們使用先前合成的疊氮化乙烯11以中等至良好的產(chǎn)率（39?78%）獲得了12種不同N-乙烯基取代的三唑（16a?l）的化合物庫(kù)。