連續(xù)流合成使反應(yīng)發(fā)現(xiàn)成為可能
Baumann 和 Ley 小組最近發(fā)表的一篇論文,回顧了與間歇化學(xué)相比,流動化學(xué)在新反應(yīng)發(fā)現(xiàn)中的作用。這篇綜述特別關(guān)注四種類型的化學(xué)過程——光化學(xué)、電化學(xué)、高溫反應(yīng)和反應(yīng)性中間反應(yīng)(如鋰化)——在這些過程中,連續(xù)流動導(dǎo)致了許多新反應(yīng)和反應(yīng)模式的發(fā)現(xiàn)。
對于光化學(xué),連續(xù)流動的優(yōu)點(diǎn)包括均勻的照射、增加的光子傳輸和可擴(kuò)展性。
在電化學(xué)方面,其優(yōu)點(diǎn)包括電極表面與反應(yīng)器體積之比大、傳質(zhì)效率高和可擴(kuò)展性。電極之間的小距離還可以減少(有時(shí)甚至消除)電解質(zhì)的使用,這意味著提高可持續(xù)性并降低材料成本。此外,通過改變電極材料和施加的電位,可以很容易地調(diào)整反應(yīng)的選擇性。
關(guān)于高溫反應(yīng),主要優(yōu)勢來自改進(jìn)的傳熱和小型化,可以進(jìn)行更安全的熱反應(yīng),而這些熱反應(yīng)可能無法批量進(jìn)行。通過使用背壓調(diào)節(jié)器在普通溶劑的沸點(diǎn)以上工作的能力也有助于獲得新的化合物。
在鋰化反應(yīng)方面,鋰化反應(yīng)用途廣泛,但由于放熱和混合時(shí)間,批量處理可能具有挑戰(zhàn)性,流動化學(xué)開辟了新的途徑。通過改進(jìn)傳熱和傳質(zhì),連續(xù)流動裝置可以最大限度地減少副反應(yīng),否則需要低溫條件??删_控制停留時(shí)間的伸縮式流動過程還可以在幾秒鐘內(nèi)捕獲高反應(yīng)性鋰物種。
在本綜述中,流動化學(xué)的許多其他優(yōu)點(diǎn)被重復(fù),因?yàn)樗鼈冞m用于各種反應(yīng):
√通過反應(yīng)堆小型化提高安全性
√增強(qiáng)傳質(zhì)
√在高壓下安全處理有毒氣體(如一氧化碳)
√改進(jìn)的氣液混合
√控制停留時(shí)間,實(shí)現(xiàn)良好的化學(xué)選擇性,最大限度地減少副產(chǎn)物的形成
√伸縮式方法 – 不需要分離不穩(wěn)定/高反應(yīng)性的中間體
√更環(huán)保的條件
√加速反應(yīng)篩選
Continuous Flow Synthesis Enabling Reaction Discovery (A. I. Alfano, J. García-Lacuna, O. M. Griffiths, S. V. Ley, M. Baumann, Chem. Sci., 2024, 15, 4618-4630.)
https://doi.org/10.1039/D3SC06808K
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