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陆续流技术改革Pinnick氧化工艺:中国计量大学团队基于微通路反映器3分钟实现安全高效合成

2026/1/6
化学合成

在药物及精密化学品合成中,Pinnick氧化由于其对敏感官能团的耐受性,被宽泛用于将α,β-不鼓和醛氧化成相应羧酸的过程中。然而,该反映在传统间歇釜中进行时,面对安全风险高、反映前提受限、效能低等瓶颈。

中国计量大学周益锋教授团队在《Journal of Flow Chemistry》颁发钻研,选取宝马bm1122线路顶级科技微通路反映器(HZSS WRC00820),初次在120℃、4 MPa前提下实现了Pinnick氧化的陆续流工艺。该工艺将反映功夫从数幼时缩短至3分钟,获得95.6%的产率,且无需使用高成本磷酸盐缓冲盐。

宝马bm1122线路顶级科技微通路反映器

反映机理与蹊径选择


本钻讶傩耶溶性巴豆酸的合成为例,通过Pimnick氧化巴豆醛合成巴豆酸。反映机理涉及作为活性氧化剂的亚氯酸,其在酸性前提下由亚氯酸钠形成。

首先,亚氯酸加成到醛上形成五元环。而后所得结构经历周环断裂,其中醛氢转移到氯上的一个氧上,氯基团作为副产品次氯酸开释出来。次氯酸是一种活性氧化剂,可能引发副反映,如亏损亚氯酸钠形成氧化氯或与C=C双键反映。

 Pinnick氧化机理

因而,必要向反映中参与断根剂以亏损形成的次氯酸。在常见的几种断根剂(如2-甲基-2-丁烯、间苯二酚、氨基磺酸和过氧化氢)中,过氧化氢在成本与后处置轻便性上阐发出综合优势。

陆续流微反映技术:性质安全+过程强化


微反映技术凭借优异的传热传质能力与性质安全个性,可能安全处置高温、高压、高浓度等刻薄反映前提。

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工艺开发与关键参数优化


钻研团队通过陆续流系统对温度、物料配比及浓度等关键参数进行系统优化,确立了最佳工艺窗口。下图别离展示了参数对最终产率的具体影响。

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资料

巴豆醛、巴豆酸、亚氯酸钠、过氧化氢、抗坏血酸钠、乙腈、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、盐酸、甲基叔丁基醚。

陆续反映过程

微反映系统

优化的陆续流工艺流程如上图所示:三股进料(巴豆醛的乙腈溶液、NaClO2水溶液、含磷酸盐缓冲盐的H2O2溶液)经微混合器急剧混合后,进入宝马bm1122线路顶级科技微通路反映器进行反映。微通路反映器可通过调节串联反映器数量(每个反映器的内部体积为8.2 ml)或总流速来节造停顿功夫。

宝马bm1122线路顶级科技微反映装置(尝试室级)

系统压力维持在4?MPa,气体天生对停顿功夫的影响在低浓度(0.1?mol/L)下误差幼于10%。反映液经出口冷却单元淬灭,背压调节器节造系统压力。随后,反映液经气液分离获得水相,用Na2SO3粉碎水相中未反映的氧化剂,蒸发除去乙腈后,残存溶液用等体积的甲基叔丁基醚萃取3次,通过除去有机溶剂网络粗产品。

在尝试中,使用三通阀能够实现急剧取样,通过对反映水溶液(选择乙酰苯酮作为内标)的HPLC检测获得反映转化率和产率。取样时使用抗坏血酸钠作为还原剂,预防Na2SO3与醛反映滋扰分析。通常,对于陆续微反映系统,巴豆醛溶液(0.6 M)、亚氯酸钠溶液和含有磷酸盐缓冲盐的过氧化氢溶液,流速别离为4.0 ml/min、5.6 ml/min和14.4 ml/min。相应地,巴豆醛、亚氯酸钠、过氧化氢、磷酸和磷酸二氢钠的摩尔比为1:1.4:1.2:0.35:0.65。

结论

宝马bm1122线路顶级科技微通路反映器在刻薄前提下的不变运行证实,对于Pinnick氧化这类伴随气体天生、强放热且存在不不变中央体的高风险反映,陆续流微反映技术可通过强化传递与精确节造,将其转化为安全、高效、经济的绿色工艺。该钻研为α,β-不鼓和醛氧化工艺设置了新尺度,为有关中央体的绿色、高效合成提供了具备工业化远景的新规划。
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