《摘要》

羧酸和硝基苯是合成化學(xué)中常見(jiàn)的化合物，具有成本低廉、資源豐富的特點(diǎn)。在有機(jī)合成中，構(gòu)建C-N鍵具有重要價(jià)值，可用于合成多種具有生物活性和功能性的化合物。然而，過(guò)去的方法主要局限于酰胺的形成，而實(shí)現(xiàn)這兩種化合物的直接脫羧偶聯(lián)來(lái)構(gòu)建C(sp³)-N鍵則更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)樯婕皬?fù)雜的多電子反應(yīng)過(guò)程，導(dǎo)致合成困難較大。

《實(shí)驗(yàn)與結(jié)果》

圖1. 使用連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器構(gòu)建C(sp³)-N鍵

最近，南京大學(xué)化學(xué)院潘毅團(tuán)隊(duì)王毅課題組報(bào)道了一種簡(jiǎn)便高效的C(sp³)-N鍵合成方法，利用廉價(jià)且豐富的羧酸和硝基苯來(lái)構(gòu)建C-N鍵（圖1）。在這項(xiàng)最新研究中，作者提出了一種電化學(xué)還原策略，充分利用電化學(xué)陰極表面持續(xù)釋放電子的特性，通過(guò)直接電還原的方式，高效地將羧酸衍生物和硝基苯進(jìn)行脫羧偶聯(lián)，從而成功構(gòu)建新的C(sp³)-N鍵。這一方法不僅突破了傳統(tǒng)方法的限制，還可以針對(duì)多種不同的羧酸底物，高效地實(shí)現(xiàn)C(sp³)-N鍵的構(gòu)建，最大限度地實(shí)現(xiàn)了高附加值化學(xué)品的轉(zhuǎn)化。

為了驗(yàn)證該反應(yīng)工業(yè)放大的可行性，作者采用PER-10連續(xù)流光電化學(xué)反應(yīng)器（深圳市一正科技有限公司）探究了實(shí)驗(yàn)室條件下的流動(dòng)相反應(yīng)過(guò)程。采用注射泵，以0.1 mL/min的流速，將混合溶液緩慢注入反應(yīng)體系。結(jié)果顯示，目標(biāo)化合物的產(chǎn)率隨著電流的逐漸增加而逐步提高。在30分鐘的停留時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生了胺化產(chǎn)物，其收率為47%。當(dāng)流速減小至0.05 mL/min時(shí)，反應(yīng)的收率提升至62%，且停留時(shí)間延長(zhǎng)至60分鐘。如圖2。綜上所述，該方法在特定情況下可作為一種更簡(jiǎn)潔的合成途徑，用以取代傳統(tǒng)合成路線。

圖2. PER-10連續(xù)流光電化學(xué)反應(yīng)器設(shè)備及工藝優(yōu)化

相關(guān)成果近期在線發(fā)表于Green Chemistry。詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)Catalyst-free Electroreductive Carboxylic Acids - Nitroarenes Coupling，Doi: 10.1039/D3GC02402D。

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《一正科技簡(jiǎn)介》

深圳市一正科技有限公司成立于 2006 年，作為深圳市高新技術(shù)企業(yè)、國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)和深圳市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)員單位，2015 年公司通過(guò)了 ISO 9001 認(rèn)證，具有 Ezone 自主品牌。深圳市一正科技有限公司注重自有知識(shí)產(chǎn)品的申請(qǐng)和保護(hù)，已取得了 多項(xiàng)實(shí)用新型專利及發(fā)明專利。開發(fā)了MF200微通道固定床反應(yīng)器、PER-10連續(xù)流光電催化反應(yīng)器、連續(xù)多級(jí)震蕩攪拌反應(yīng)器等裝置并在市場(chǎng)上得到良好的反饋，用戶遍布高校研究院和藥企、精細(xì)化工企業(yè)。

作為荷蘭Chemtrix微通道反應(yīng)器（適合液液氣液快速反應(yīng)），英國(guó)AM連續(xù)多級(jí)攪拌反應(yīng)器（適合氣液固多相慢反應(yīng)），瑞典SpinChem旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器（酶催化，固定化酶，催化劑需要回收的反應(yīng)），澳大利亞CSIRO催化劑固定化連續(xù)反應(yīng)器（適合催化劑固定的連續(xù)流反應(yīng)），比利時(shí)Creaflow光催化反應(yīng)器（氣液固光催化反應(yīng)），英國(guó)C-Tech電化學(xué)連續(xù)反應(yīng)器，英國(guó)Nitech連續(xù)結(jié)晶器，德國(guó)CINC連續(xù)萃取分離器，英國(guó)AWL連續(xù)過(guò)濾器在中國(guó)區(qū)的獨(dú)家代理商和技術(shù)服務(wù)商，深圳市一正科技有限公司為廣大高校和企業(yè)提供連續(xù)合成、在線萃取、連續(xù)結(jié)晶、在線過(guò)濾干燥、在線分析等整套連續(xù)工藝解決方案。

公司與復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、中山大學(xué)、華東理工大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)等高校研究機(jī)構(gòu)合作成立微通道連續(xù)流化學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，致力于推動(dòng)連續(xù)流工藝在有機(jī)合成、精細(xì)化工、制藥行業(yè)、能源材料、食品飲料等領(lǐng)域的應(yīng)用，合作實(shí)驗(yàn)室可以為客戶的傳統(tǒng)間歇釜式工藝在連續(xù)流工藝上的轉(zhuǎn)變提供工藝驗(yàn)證、連續(xù)流工藝開發(fā)工作，促進(jìn)制藥及精細(xì)化工企業(yè)由傳統(tǒng)間歇工藝向綠色、安全、快速、經(jīng)濟(jì)的連續(xù)工藝轉(zhuǎn)變。

公司與荷蘭Chemtrix B.V.在浙江臺(tái)州、江蘇南京合作組建了連續(xù)流微通道工業(yè)化應(yīng)用技術(shù)中心（以下簡(jiǎn)稱“工業(yè)化技術(shù)中心”），旨在打造集連續(xù)流微通道工藝開發(fā)、中試試驗(yàn)、工業(yè)化驗(yàn)證、技術(shù)交流于一體的綜合性連續(xù)流微通道應(yīng)用技術(shù)服務(wù)中心，以為廣大生物醫(yī)藥企業(yè)、化工類企業(yè)提供專業(yè)、完善的智能化連續(xù)流工藝整套系統(tǒng)解決方案及一流的技術(shù)服務(wù)方案。