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光化學反應器可用于合成各種有機化合物

更新時間:2023-04-24      點擊次數(shù):1439
  研究背景:
  目前,約25%的商業(yè)藥物含有氟。2018年至2021年間,美國食品和藥物管理局批準的含氟小分子藥物增至33−45%。在農藥行業(yè),含氟農藥也越來越受到追捧。1,2-二氟苯被認為是一種多用途的合成模塊,用于將氟原子引入農用化學品和活性藥物成分(API)中。例如,可以將它用作合成具有吸引力的靶分子3,4-二氟硝基苯的前體,進而合成利奈唑胺、舒替唑胺和阿比維替尼等原料藥。
  

 

  1,2-二氟苯可以通過席曼(Balz−Schiemann)反應對2-氟苯胺進行脫氨基氟化的路線,這是將氟引入芳香族化合物有用的方法之一。
  已有報道合成1,2-二氟苯的席曼反應路線主要有兩條:
  第一條路線涉及到重氮鹽的分離和干燥,具有一定的安全風險。同時,該重氮鹽需要較高的分解溫度,導致產(chǎn)物收率較低,且伴隨著大量的焦油生成;
  第二條路線光化學誘導的重氮鹽分解,使用汞燈作為光源,反應時間長,收率低。
 

 

連續(xù)流工藝研究:
  作者對該反應進行了釜式反應研究,在釜式條件的基礎上,進行了連續(xù)流條件下的光化學氟代脫重氮基反應研究。使用商用連續(xù)流光化學反應器,對HF當量、反應液濃度、反應停留時間、光源種類和功率等條件進行了篩選。
  

光化學反應器

 

  結果顯示:
  在連續(xù)流反應器中使用汞燈和LED作為光源在適當條件下均取得了很好的實驗結果;
  在保持相同轉化率的前提下,LED光源相比汞燈而言反應停留時間有所縮短(10minvs12.5min),且管道內徑有所增大(1.6mmIDvs1.3mmID);  
  使用汞燈在運行8-10次停留時間后會出現(xiàn)反應器結垢的現(xiàn)象,而使用LED光源在運行相同停留時間后并未出現(xiàn)該現(xiàn)象。
 
  光化學反應器是一種結合光學和化學原理的設備,利用光照射反應物引起化學反應的方法,常用于合成有機合成、催化劑合成等領域。工作原理是利用光能激發(fā)反應物中的電子躍遷到高能態(tài),產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的反應物分子,并與另一種分子發(fā)生反應,生成產(chǎn)物,并釋放出所帶電子能量,形成較為穩(wěn)定的化學鍵。因此,光化學反應器一般由光源、反應池、傳感器、控制器和反應收集器組成,其中光源提供光能,反應池收集反應物和產(chǎn)物,傳感器控制反應條件。
  
  應用十分廣泛,特別是在有機合成領域中,具有重要的地位。它可用于合成各種有機化合物,如藥物、染料、高分子物質等。其中,合成藥物是該反應器主要的應用領域之一。這是因為藥物合成過程中需求精確的反應條件和清潔的反應環(huán)境,它的優(yōu)勢正是在于其能夠提供精確的反應條件和對環(huán)境的精準控制,從而得以提高藥物純度,改善制藥流程。
  
  它還可用于功能材料的制備,如光學材料、電池電極材料、催化劑材料、氫氧化物等。例如,在光學材料的合成中,能夠提供定向的光源,控制反應條件,使得合成出的材料具有高的光學透明度和穩(wěn)定性。在氫氧化物的合成中,能夠對反應物質的配比和反應溫度進行精準控制,從而合成出具有優(yōu)異性能的高質量氫氧化物。
  
  光化學反應器在工業(yè)生產(chǎn)和研究中的應用也非常廣泛。例如,在某些大型化工廠中,能夠實現(xiàn)大規(guī)模藥品和染料的生產(chǎn),并保證生產(chǎn)的純度和產(chǎn)量。在研究領域中,也為科學家們提供了研究新型化學反應機制的重要工具。它在現(xiàn)代化學中有著重要的用途,可以提供準確、清潔的反應條件,使化學反應達到好效果,并提高生產(chǎn)效率、減少廢棄物排放,具有重要的經(jīng)濟、環(huán)境和社會意義。
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