反應(yīng)中間體是瞬時(shí)的高能物質(zhì)，在有機(jī)分子的合成中起著關(guān)鍵作用。連續(xù)流處理通常用于原位生成大量反應(yīng)中間體，然后將其快速轉(zhuǎn)化為目標(biāo)分子。反應(yīng)器小型化以及高熱量和質(zhì)量傳遞速率是這些流動工藝中利用的關(guān)鍵特性，可提供安全性和可擴(kuò)展性等額外優(yōu)勢。這篇簡短的評論重點(diǎn)介紹了流動化學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，即通過光化學(xué)反應(yīng)、低溫序列和相關(guān)轉(zhuǎn)化生成和使用反應(yīng)中間體。

光化學(xué)是最流行的方法之一，它通過激發(fā)底物或光催化劑來生成反應(yīng)中間體，然后可利用這些高能物質(zhì)的反應(yīng)性引發(fā)各種轉(zhuǎn)化。流動化學(xué)與光化學(xué)的結(jié)合提供了額外的優(yōu)勢，這解釋了光驅(qū)動反應(yīng)在工業(yè)環(huán)境中日益增長的興趣。流動裝置中使用的透明管道直徑較窄，可確保光完全穿透，均勻的照射和停留時(shí)間可實(shí)現(xiàn)選擇性轉(zhuǎn)化，避免因過度照射而導(dǎo)致的產(chǎn)品分解。因此，光化學(xué)流動方法已被用于生成多種反應(yīng)中間體，在許多情況下，這可以實(shí)現(xiàn)更直接的合成路線，其中給定波長的光子充當(dāng)無痕試劑當(dāng)量。

卡賓是有機(jī)化學(xué)中最著名的反應(yīng)中間體之一；然而，它們的安全生成和受控的后續(xù)反應(yīng)很難在批量模式下實(shí)現(xiàn)。Ollevier 團(tuán)隊(duì)最近重點(diǎn)介紹了使用微型流動裝置通過光解二氮雜環(huán)丙烷生成卡賓。使用藍(lán)光生成所得的芐基卡賓，并用炔烴捕獲，得到不同的環(huán)丙烯，停留時(shí)間僅為 5 分鐘。Baumann 團(tuán)隊(duì)報(bào)道了另一種獲取卡賓的方法，即在流動模式下用 UV-A 光 (365 nm) 對含炔烴的查耳酮進(jìn)行光激發(fā)。炔烴由此轉(zhuǎn)化為卡賓，卡賓與附近的芳環(huán)反應(yīng)，以區(qū)域選擇性的方式生成復(fù)雜的環(huán)丁烯或環(huán)庚三烯產(chǎn)品，證明了流動對于發(fā)現(xiàn)和探索新化學(xué)空間的價(jià)值。

圖 1.反應(yīng)性中間體的光化學(xué)生成示例

苯炔是另一種反應(yīng)中間體，在合成化學(xué)中具有許多應(yīng)用。利用芳基三嗪前體，Baumann 團(tuán)隊(duì)最近展示了如何利用流動光化學(xué)將這些物質(zhì)分解為苯炔以及 CO2、N2 和乙酰胺。重要的是，苯炔前體本身可以通過連續(xù)光化學(xué)重排從硝基苯并亞胺中生成，從而使這種材料可以以克級規(guī)模獲得。這也促進(jìn)了這些化合物與二級胺之間新光觸發(fā)三嗪形成反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)。

Tsuda 團(tuán)隊(duì)展示了光氣作為氯仿和氧氣的重要反應(yīng)中間體的連續(xù)光化學(xué)生成過程。該方法利用了低壓汞燈，并展示了各種醇類將光氣捕獲并生成不同的碳酸酯產(chǎn)物的過程。

芳基重氮鹽是一種多功能高能中間體，通常以流動模式生成。Kappe 團(tuán)隊(duì)最近的研究顯示，通過 Balz-Schiemann 反應(yīng)，原位制備的重氮鹽可光化學(xué)轉(zhuǎn)化為芳基氟化物。由此產(chǎn)生的流動工藝具有高產(chǎn)率和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)，可滿足進(jìn)一步工業(yè)開發(fā)的需求。

Luisi 團(tuán)隊(duì)展示了硫基自由基的生成和使用，以及它們在光化學(xué)硫醇-烯反應(yīng)中與氮雜環(huán)丁烷的反應(yīng)。相應(yīng)的流程以高產(chǎn)率和極好的生產(chǎn)率生成了各種硫化物取代的氮雜環(huán)丁烷。Kappe 團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種相關(guān)的光化學(xué)硫醇-烯反應(yīng)，該反應(yīng)原位生成了一種半芥子氣劑，該半芥子氣劑在堿性條件下環(huán)化為存在于許多候選藥物中的藥學(xué)相關(guān)的硫嗎啉結(jié)構(gòu)單元。

Brown 團(tuán)隊(duì)最近的研究展示了一種光流方法，可以安全消耗降冰片烷衍生的重氮物種，這些重氮物種會經(jīng)歷沃爾夫重排，生成bicylo[2.1.1]hexane-5-carboxylic acid。這項(xiàng)研究還強(qiáng)調(diào)了在這些環(huán)狀骨架上使用草酰氯進(jìn)行不尋常的基于自由基的官能化反應(yīng)。

最后，Baumann 團(tuán)隊(duì)最近公開了一種多功能烯酮亞胺的新方法，展示了異惡唑的光化學(xué)重排。反應(yīng)性烯酮亞胺可以分離或與肼原位反應(yīng)，通過有效的雜環(huán)轉(zhuǎn)位策略得到吡唑。

文章摘自

Recent advances exploiting reactive intermediates generated via continuous flow chemistry

原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452223624000282