苄基的直接氧化已广泛应用于药物和精细化学品的合成,很多市售药物分子结构中含有一个或多个被氧化的苄基位置。传统工艺上,苄基氧化反应需要引入金属催化剂,如 Co、Ru、Ni、Mn 和 Cu。难以避免的金属杂质残留限制了这些体系在药物中的应用。 此外,分子氧被认为是一种理想的氧剂。有研究者采用 O2 作为氧化剂建立了从苄基化合物中获得酮的绿色方法。但反应时间长,从几十小时到几天不等,效率 相对较低。
连续流实验: 实验以 1,2,3,4-四氢萘(1a)的氧化反应为模型反应。对苯基 sp3 C - H 键进 行选择性氧化生成相应的酮类化合物。选用非金属催化 N-羟基邻苯二甲酰亚胺 (NHPI) 作为催化剂,亚硝酸叔丁酯 (TBN) 作为自由基引发剂。
研究者选择 O2作为氧化剂对溶剂、反应温度、停留时间和物料比等进行了优化实验。
实验结果: 最佳溶剂为 MeCN 和 DMK 的混合溶剂,反应停留时间 54s,催化剂和溶剂均可实 现循环利用(分别获得了 92.6%和 94.5%的回收率)。从苄基亚甲基中获得了一系列 有价值的酮,收率为 41.2%~90.3%。
总结: 1. 反应时间仅为 54s,远低于间歇工艺。 2. 作为催化剂的 NHPI 可以回收利用,多次循环的收率变化在 1%以内,的回收 率也在 90%以上。 3. 放大研究显现,在相同的工艺条件下,该工艺可实现安全连续化生产。 4. 通过拓展实验,验证了该方法具有很好的底物普适性。为奥卡西平等药物的合成,提供了易于放大的工艺。 5. 利用微反应器进行快速的开发,不但可以对反应机理进行研究,也便于 拓展底物,建立化合物库。 6. 反应器无缝放大的技术优势使该工艺具有很大的商业化潜力,特别是对 于氧气氧化这一类在釜式工艺中存在较多困难的反应。
参考文献: [1] Org. Process Res. Dev. 2021, 7, 1612–1618. [2] Catalysts 2020, 10, 252−264. [3] ACS Cent. Sci. 2019, 5,671−682. [4] Green Chem. 2019, 21, 6073−6081. [5] Green Chem. 2019, 21, 6082−6088. [6] ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7,10293−10298. [7] Org. Chem. Front. 2018, 5, 380−385.
文章来源于网络,如有侵权请联系删除