研(yan)究(jiu)背景(jing):
目前,約(yue)25%的(de)商(shang)業(ye)藥(yao)物(wu)含有(you)氟。2018年(nian)至(zhi)2021年間(jian),美國(guo)食(shi)品(pin)和(he)藥(yao)物(wu)管(guan)理局(ju)批(pi)準的(de)含氟小(xiao)分(fen)子藥(yao)物(wu)增至(zhi)33−45%。在農(nong)藥(yao)行(xing)業(ye),含氟農(nong)藥(yao)也越(yue)來(lai)越受(shou)到追捧(peng)。1,2-二氟苯被(bei)認為是(shi)壹(yi)種(zhong)多(duo)用途(tu)的(de)合(he)成(cheng)模塊,用於(yu)將(jiang)氟(fu)原(yuan)子引入農(nong)用化(hua)學(xue)品(pin)和(he)活(huo)性藥物成(cheng)分(fen)(API)中(zhong)。例如(ru),可(ke)以將它(ta)用作(zuo)合成(cheng)具有(you)吸引力(li)的(de)靶(ba)分(fen)子3,4-二氟硝(xiao)基苯的(de)前體,進(jin)而(er)合(he)成利(li)奈(nai)唑(zuo)胺(an)、舒替(ti)唑(zuo)胺(an)和(he)阿(e)比維替(ti)尼(ni)等原料藥。

1,2-二氟苯可(ke)以通(tong)過(guo)席(xi)曼(man)(Balz−Schiemann)反應對2-氟苯胺(an)進(jin)行脫氨(an)基氟化(hua)的路線,這是將氟引入芳香(xiang)族化(hua)合物有(you)用的(de)方(fang)法(fa)之(zhi)壹。
已(yi)有(you)報(bao)道(dao)合成(cheng)1,2-二氟苯的(de)席曼(man)反應路線主要有(you)兩條:
第(di)壹條路線涉及(ji)到重氮鹽的(de)分(fen)離和(he)幹燥(zao),具有(you)壹定(ding)的安全風(feng)險。同(tong)時,該重氮(dan)鹽需要較高的分(fen)解(jie)溫(wen)度(du),導致產(chan)物收率較低,且(qie)伴(ban)隨著大量(liang)的焦(jiao)油(you)生(sheng)成(cheng);
第(di)二條路線光化學誘導的重氮鹽分(fen)解(jie),使(shi)用汞(gong)燈(deng)作(zuo)為光(guang)源(yuan),反應時間(jian)長,收率低。

連(lian)續流(liu)工藝研(yan)究: 作(zuo)者對該反應進(jin)行了(le)釜式(shi)反應研(yan)究(jiu),在釜式(shi)條件的(de)基礎(chu)上,進(jin)行了(le)連(lian)續流(liu)條件下(xia)的光化(hua)學(xue)氟代脫重(zhong)氮(dan)基反應研(yan)究(jiu)。使用商(shang)用連(lian)續流(liu)光化學反應器(qi),對HF當量(liang)、反應液(ye)濃(nong)度(du)、反應停(ting)留時間(jian)、光源(yuan)種(zhong)類(lei)和(he)功率等條件進(jin)行了(le)篩選。

結(jie)果顯示:
在連(lian)續流(liu)反應器(qi)中(zhong)使(shi)用汞(gong)燈(deng)和(he)LED作(zuo)為光(guang)源(yuan)在適當(dang)條件下(xia)均(jun)取(qu)得(de)了很好的實驗結(jie)果;
在保持相(xiang)同轉化(hua)率(lv)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),LED光源(yuan)相(xiang)比汞(gong)燈(deng)而(er)言(yan)反應停(ting)留時間(jian)有(you)所縮(suo)短(duan)(10minvs12.5min),且管(guan)道(dao)內徑有(you)所增(zeng)大(1.6mmIDvs1.3mmID);
使用汞(gong)燈(deng)在運(yun)行(xing)8-10次(ci)停(ting)留時間(jian)後會(hui)出現(xian)反應器(qi)結(jie)垢的現象,而(er)使(shi)用LED光(guang)源(yuan)在運(yun)行(xing)相(xiang)同停留時間(jian)後並(bing)未(wei)出現(xian)該現象。
光化學(xue)反應器(qi)是(shi)壹(yi)種(zhong)結(jie)合(he)光(guang)學(xue)和(he)化(hua)學(xue)原(yuan)理的(de)設(she)備(bei),利用光(guang)照(zhao)射反應物(wu)引起(qi)化(hua)學(xue)反應的(de)方(fang)法(fa),常(chang)用於(yu)合(he)成(cheng)有(you)機合(he)成、催(cui)化(hua)劑合成(cheng)等領域。工作(zuo)原理是(shi)利(li)用光(guang)能(neng)激(ji)發反應物(wu)中(zhong)的電(dian)子躍遷到高能態,產(chan)生(sheng)激(ji)發態的(de)反應物(wu)分(fen)子,並(bing)與(yu)另壹種(zhong)分(fen)子發生(sheng)反應,生(sheng)成(cheng)產(chan)物,並(bing)釋放(fang)出所帶(dai)電子能(neng)量(liang),形(xing)成較為穩(wen)定的(de)化學鍵。因(yin)此,光(guang)化學(xue)反應器(qi)壹(yi)般(ban)由(you)光源(yuan)、反應池(chi)、傳感(gan)器(qi)、控(kong)制(zhi)器(qi)和(he)反應收集(ji)器(qi)組(zu)成(cheng),其(qi)中光(guang)源(yuan)提(ti)供(gong)光能,反應池(chi)收集(ji)反應物(wu)和(he)產(chan)物,傳感(gan)器(qi)控(kong)制(zhi)反應條件。
應(ying)用十(shi)分(fen)廣(guang)泛,特(te)別(bie)是(shi)在有(you)機合(he)成領域中,具有(you)重要(yao)的地(di)位。它(ta)可(ke)用於(yu)合(he)成(cheng)各種(zhong)有(you)機化(hua)合物(wu),如藥物、染料、高分(fen)子物(wu)質(zhi)等。其(qi)中,合(he)成藥物是該反應器(qi)主要的(de)應(ying)用領域之(zhi)壹。這(zhe)是因(yin)為藥物合(he)成(cheng)過(guo)程(cheng)中(zhong)需求精確(que)的反應條件和(he)清(qing)潔的反應環(huan)境,它(ta)的(de)優勢正是(shi)在於其(qi)能夠(gou)提(ti)供(gong)精確(que)的反應條件和(he)對環境的精準控(kong)制,從(cong)而(er)得(de)以提(ti)高(gao)藥物純(chun)度(du),改(gai)善制(zhi)藥流程。
它(ta)還(hai)可用於(yu)功能材料的制(zhi)備(bei),如光學(xue)材料、電池(chi)電(dian)極材料、催(cui)化(hua)劑材料、氫氧化物等。例如(ru),在光學(xue)材料的合(he)成(cheng)中,能夠(gou)提(ti)供(gong)定向(xiang)的光(guang)源(yuan),控制反應條件,使(shi)得(de)合成出的(de)材料具有(you)高的(de)光學(xue)透(tou)明(ming)度(du)和(he)穩(wen)定性。在氫氧化物的合(he)成(cheng)中(zhong),能(neng)夠(gou)對反應物(wu)質(zhi)的配(pei)比和(he)反應溫(wen)度(du)進(jin)行精準控(kong)制,從(cong)而(er)合(he)成出具(ju)有(you)優異(yi)性能的高(gao)質(zhi)量(liang)氫氧化物。
光化(hua)學(xue)反應器(qi)在工業(ye)生(sheng)產(chan)和(he)研(yan)究(jiu)中(zhong)的應用也非(fei)常(chang)廣泛。例如(ru),在某些(xie)大型(xing)化工廠(chang)中,能夠(gou)實現(xian)大規模藥品(pin)和(he)染(ran)料的生(sheng)產(chan),並保(bao)證(zheng)生(sheng)產(chan)的純(chun)度(du)和(he)產(chan)量(liang)。在研究(jiu)領域中,也為(wei)科學家(jia)們(men)提(ti)供(gong)了研究(jiu)新型(xing)化學(xue)反應機(ji)制(zhi)的重(zhong)要(yao)工具(ju)。它(ta)在現代化學(xue)中(zhong)有(you)著重要(yao)的(de)用途(tu),可(ke)以提(ti)供(gong)準確(que)、清潔的反應條件,使(shi)化學反應達到好效果,並提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效率(lv)、減(jian)少(shao)廢棄物(wu)排放(fang),具有(you)重要(yao)的經濟(ji)、環(huan)境和(he)社(she)會(hui)意義(yi)。