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知识点：连续流化学技术合成THC的研究过程
点击次数：181 更新时间：2023-09-18
四氢大麻酚（THC）一种有机化合物，是大麻素受体的部分激动剂。制备四氢大麻酚类似物的一个具有挑战性的步骤是大麻二酚前体（CBD）的酸催化分子内环化。该步骤通常提供产物的混合物，其需要大量纯化以获得高纯度产物。
格拉茨大学化学研究所，欧洲著名连续流专家C. Oliver Kappe教授研究小组在2023年4月在J.Org.Chem.上发表了文章，从CBD高产量制备Δ9-THC和Δ8-THC的连续流合成方案，利用连续流化学技术精确控制对产品选择性有关键影响的反应参数，该方法大大提高了反应性能，具备大规模的生产潜力。
与传统的批处理化学相比，连续流化学技术具有许多优势，包括更好的反应控制、更高的安全性、更高的产率和选择性，以及更容易实现规模化生产等。
研究过程：
一、反应机理
由大麻二酚前体（CBD）合成四氢大麻酚主要有两种途径：
Path A：在酸性催化剂条件下，活化δ8双键形成Δ9-THC；
Path B：在酸性条件下，活化δ1双键形成Δ8-iso-THC；
合成Δ9-THC和Δ8-THC的反应途径：
在酸性条件下两者都会过度反应生成更稳定的产物——Δ9-THC异构化生成Δ8-THC，Δ8-iso-THC则进一步反应生成Δ4（8）-iso-THC。该步骤通常提供产物的混合物，其需要大量纯化以获得任何纯产物。因此控制反应停留时间对该反应过程十分重要。
二、釜式条件CBD环化催化剂及反应条件筛选
实验研究表明，三氟化硼醚(BF3·OET2)作为CBD制取Δ9-THC的常用酸，在二氯甲烷溶剂中具有较好的转化率和对Δ9-THC的选择性；但是在甲苯溶剂中表现出对Δ8-THC较高的活性。
随后作者探究了三氟甲磺酸酯和金属氯化物的催化活性，发现三氟甲磺酸三甲基硅酯(TMSOTf)和AlCl3这两类催化剂都表现出较好的转化率和选择性，其中发现了AlCl3比较特殊，因为之前没有报道用AlCl3从CBD中制备Δ9-THC。
接着作者探究了负载酸试剂的应用，负载的试剂和催化剂有一个潜在的好处就是提纯更简单，结果表明与蒙脱土K10(MK10)和聚乙烯吡咯烷酮负载三氟化硼(PVP-BF3)的使用能显著提升反应活性，获得了较好的转化率和选择性。
总结：在连续流化学技术中，BF3·Et2O催化剂的性能没有得到显著提升；对于TMSOTf，通过控制停留时间，在室温下2分钟停留时间内Δ8-THC的选择性可以达到91%，收率达到98%。
通过优化AlCl3的当量，发现提高反应温度，在0.2当量的AlCl3下可以获得良好的性能，在37℃和18分钟停留时间下，反应转化率>99%，Δ9-THC的选择性为92%。
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