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光化学反应器可用于合成各种有机化合物

更新时间:2023-04-24      点击次数:692
  研究背景:
  目前,约25%的商业药物含有氟。2018年至2021年间,美国食品和药物管理局批准的含氟小分子药物增至33−45%。在农药行业,含氟农药也越来越受到追捧。1,2-二氟苯被认为是一种多用途的合成模块,用于将氟原子引入农用化学品和活性药物成分(API)中。例如,可以将它用作合成具有吸引力的靶分子3,4-二氟硝基苯的前体,进而合成利奈唑胺、舒替唑胺和阿比维替尼等原料药。
  

 

  1,2-二氟苯可以通过席曼(Balz−Schiemann)反应对2-氟苯胺进行脱氨基氟化的路线,这是将氟引入芳香族化合物有用的方法之一。
  已有报道合成1,2-二氟苯的席曼反应路线主要有两条:
  第一条路线涉及到重氮盐的分离和干燥,具有一定的安全风险。同时,该重氮盐需要较高的分解温度,导致产物收率较低,且伴随着大量的焦油生成;
  第二条路线光化学诱导的重氮盐分解,使用汞灯作为光源,反应时间长,收率低。
 

 

连续流工艺研究:
  作者对该反应进行了釜式反应研究,在釜式条件的基础上,进行了连续流条件下的光化学氟代脱重氮基反应研究。使用商用连续流光化学反应器,对HF当量、反应液浓度、反应停留时间、光源种类和功率等条件进行了筛选。
  

光化学反应器

 

  结果显示:
  在连续流反应器中使用汞灯和LED作为光源在适当条件下均取得了很好的实验结果;
  在保持相同转化率的前提下,LED光源相比汞灯而言反应停留时间有所缩短(10minvs12.5min),且管道内径有所增大(1.6mmIDvs1.3mmID);  
  使用汞灯在运行8-10次停留时间后会出现反应器结垢的现象,而使用LED光源在运行相同停留时间后并未出现该现象。
 
  光化学反应器是一种结合光学和化学原理的设备,利用光照射反应物引起化学反应的方法,常用于合成有机合成、催化剂合成等领域。工作原理是利用光能激发反应物中的电子跃迁到高能态,产生激发态的反应物分子,并与另一种分子发生反应,生成产物,并释放出所带电子能量,形成较为稳定的化学键。因此,光化学反应器一般由光源、反应池、传感器、控制器和反应收集器组成,其中光源提供光能,反应池收集反应物和产物,传感器控制反应条件。
  
  应用十分广泛,特别是在有机合成领域中,具有重要的地位。它可用于合成各种有机化合物,如药物、染料、高分子物质等。其中,合成药物是该反应器主要的应用领域之一。这是因为药物合成过程中需求精确的反应条件和清洁的反应环境,它的优势正是在于其能够提供精确的反应条件和对环境的精准控制,从而得以提高药物纯度,改善制药流程。
  
  它还可用于功能材料的制备,如光学材料、电池电极材料、催化剂材料、氢氧化物等。例如,在光学材料的合成中,能够提供定向的光源,控制反应条件,使得合成出的材料具有高的光学透明度和稳定性。在氢氧化物的合成中,能够对反应物质的配比和反应温度进行精准控制,从而合成出具有优异性能的高质量氢氧化物。
  
  光化学反应器在工业生产和研究中的应用也非常广泛。例如,在某些大型化工厂中,能够实现大规模药品和染料的生产,并保证生产的纯度和产量。在研究领域中,也为科学家们提供了研究新型化学反应机制的重要工具。它在现代化学中有着重要的用途,可以提供准确、清洁的反应条件,使化学反应达到好效果,并提高生产效率、减少废弃物排放,具有重要的经济、环境和社会意义。
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