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對話化學(xué)界“瑜伽大師”—電化學(xué)反應(yīng)器如何實現(xiàn)鍵合新突破?


在本文,德祥將帶您一起探索電化學(xué)的魅力,揭秘Vapourtec流動合成儀中的離子電化學(xué)反應(yīng)器。


這項創(chuàng)新反應(yīng)器技術(shù)引領(lǐng)著有機鹵化物交叉偶聯(lián)領(lǐng)域,實現(xiàn)了Csp2-Csp3鍵合的突破。通過優(yōu)化關(guān)鍵反應(yīng),預(yù)期產(chǎn)物收率達到81%


 


背景

電化學(xué)作為與分子相互作用密切相關(guān)的方法之一,近年來受到廣泛關(guān)注。有機鹵化物交叉偶聯(lián)的電化學(xué)途徑,特別是Csp2-Csp3鍵合,對于拓展合成方法學(xué)、實現(xiàn)選擇性和功能性、推動可持續(xù)化學(xué)發(fā)展以及在醫(yī)藥和材料科學(xué)中的應(yīng)用具有重要的研究意義。

2017年,輝瑞公司提出了一種還原型交叉偶聯(lián)反應(yīng),用于在批處理電化學(xué)系統(tǒng)中構(gòu)建Csp2-Csp3鍵。電化學(xué)方案被用來還原鎳催化劑(根據(jù)文獻,將NiII還原為Ni0或?qū)?/span>NiIII還原為NiII)。

 

1:苯基碘化物和烷基碘化物之間的還原型交叉偶聯(lián)反應(yīng)

在下面為大家分享的實驗案例中,利用Vapourtec Ion電化學(xué)反應(yīng)器在連續(xù)流條件下對該反應(yīng)進行了優(yōu)化。


實驗設(shè)置

所有實驗都是使用配備R2C+泵模塊以及新型離子電化學(xué)反應(yīng)器的Vapourtec R系列進行的。

     

    圖2:實驗裝置示意圖


實驗反應(yīng)物

    配體2-氨基吡啶鹽酸鹽(L1);

    烷基碘化物;

    NiCl2DME);

    NaI以及芳基碘化物。

驗準備

    1. 所有材料除了配體L1外,均從商業(yè)供應(yīng)商購買。

    2. 試劑溶液的制備在一個被真空處理后的20ml瓶中進行,加入各類試劑后混合攪拌。

實驗操作

    1. 工作電極使用碳電極作為陰極,鋅電極作為陽極;

    2. 反應(yīng)是在恒電流(0.02A)進行;

    3. 工作溫度:30℃50℃,實驗樣品通過泵送模塊泵入盤管反應(yīng)器,再通過離子電化學(xué)反應(yīng)器進行反應(yīng)。


     

    1:反應(yīng)條件與收率對比

實驗結(jié)果

實驗結(jié)果顯示,當在室溫下使用一定量的鎳配合物和配體時,反應(yīng)的產(chǎn)率僅為18%。而提高反應(yīng)溫度或者延長停留時間可以得到更高的產(chǎn)率。使用吡啶甲酰胺衍生物L1作為配體,可以得到最好的效果,產(chǎn)物產(chǎn)率最高可達81%


溫度,反應(yīng)時間和配體的選擇都是影響產(chǎn)率的關(guān)鍵因素。使用離子電化學(xué)反應(yīng)器成功地進行了試劑的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)物的收集,通過優(yōu)化實驗條件,實現(xiàn)了較高的收率。整個實驗過程輕松簡便,極大提高實驗效率。


Vapourtec Ion電化學(xué)反應(yīng)器


 


Vapourtec推出與RE系列流動化學(xué)系統(tǒng)兼容的Ion電化學(xué)反應(yīng)器。這一創(chuàng)新設(shè)備利用流動微反應(yīng)器提供的極大表面積與體積比,使得反應(yīng)更加高效。Ion電化學(xué)反應(yīng)器的多功能性使其成為研究者的理想選擇:

    # 可加熱或冷卻(-10°C100°C

    # 可在高達5 bar的壓力下工作(允許在溶劑沸點以上和氣體混合物中工作)

    # 反應(yīng)器體積可輕松調(diào)整,從0.15毫升到1.20毫升

    # Vapourtec提供20種不同的電極,同時還可以獲取特殊電極。


離子電化學(xué)反應(yīng)器控制器

 

Vapourtec流動合成儀Ion電化學(xué)反應(yīng)器為有機鹵化物交叉偶聯(lián)提供了一種前沿技術(shù)。通過這一創(chuàng)新反應(yīng)器設(shè)備,化學(xué)家們能夠更高效地構(gòu)建Csp2-Csp3鍵合,開啟全新的合成途徑。


Vapourtec

英國Vapourtec是德祥科技旗下代理品牌之一。英國Vapourtec公司專業(yè)致力于研發(fā)和生產(chǎn)流動合成儀。目前在世界著名制藥公司中都有了Vapourtec的產(chǎn)品。其生產(chǎn)的R系列產(chǎn)品質(zhì)量可靠、性能成熟,高效能模塊系統(tǒng)可隨您的流動化學(xué)生產(chǎn)能力的擴大而擴大,確保能滿足您的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。既能即刻發(fā)揮目前投資的效益,也能保障未來有足夠大的選擇地。

新型的E 系列操作界面清晰、簡單、觸摸屏操控,開機即用式、無需培訓(xùn)或少量培訓(xùn)即可上手使用。同時針對性的反應(yīng)器提高對應(yīng)反應(yīng)的效率。產(chǎn)品包含了E系列和R系列流動合成儀、光化學(xué)反應(yīng)器、離子電化學(xué)反應(yīng)器等。


德祥科技

德祥集團成立于1992年,總部位于香港特別行政區(qū)。作為卓越的科學(xué)儀器供應(yīng)商和服務(wù)商,德祥服務(wù)于大中華區(qū)和亞太地區(qū),每年都為數(shù)以千計的客戶提供全套解決方案。

公司業(yè)務(wù)包含儀器代理,維修售后,實驗室咨詢與規(guī)劃,CRO凍干工藝開發(fā)服務(wù)以及自主產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后。作為深耕科學(xué)儀器行業(yè)的供應(yīng)商與服務(wù)商,德祥現(xiàn)已服務(wù)于政府、高校、科研、制藥、檢測、食品、醫(yī)療、工業(yè)、環(huán)保、石化以及商業(yè)實驗室等眾多領(lǐng)域。公司目前在亞太地區(qū)設(shè)有13個辦事處和銷售網(wǎng)點,3個維修中心和1個樣機實驗室。

20092021年間,德祥先后榮獲了最具影響力經(jīng)銷商、年度最佳代理商年度最高銷售獎等殊榮。我們始終秉承誠信經(jīng)營的理念,致力于成為優(yōu)秀的科學(xué)儀器供應(yīng)商,為此我們從未停止前進的腳步。我們始終相信,每一天都在使這個世界變得更美好!


參考文獻:

[1] M. Yan, Y. Kawamata, and P. S. Baran, "Synthetic Organic Electrochemical Methods Since 2000: On the Verge of a Renaissance," Chem. Rev., vol. 117, no. 21, pp. 13230–13319, Nov. 2017.

[2] R. J. Perkins, D. J. Pedro, and E. C. Hansen, "Electrochemical Nickel Catalysis for Sp2-Sp3 Cross-Electrophile Coupling Reactions of Unactivated Alkyl Halides," Org. Lett., vol. 19, no. 14, pp. 3755–3758, Jul. 2017.

[3] M. Atobe, H. Tateno, and Y. Matsumura, "Applications of Flow Microreactors in Electrosynthetic Processes," Chem. Rev., vol. 118, no. 9, pp. 4541–4572, May 2018.

[4] E. C. Hansen, D. J. Pedro, A. C. Wotal, N. J. Gower, J. D. Nelson, S. Caron, and D. J. Weix, "New ligands for nickel catalysis from diverse pharmaceutical heterocycle libraries," Nat. Chem., vol. 8, p. 1126, Aug. 2016.



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