漿料流動合成怎么破？Vapourtec在連續(xù)泵送漿料實驗中的*性

來源：德祥科技有限公司 2022年03月10日 15:01

2021 年 9 月 14 日，《綠色化學》上發(fā)表了一篇題為“Continuous slurry plug flow Fe/ppm Pd nanoparticle-catalyzed Suzuki–Miyaura couplings in water utilizing novel solid handling equipment”（“利用新型固體處理設備在水中連續(xù)泵送漿態(tài)Fe/ppm Pd納米顆粒催化Suzuki–Miyaura偶聯(lián)反應”）的論文。

該論文中，Lipshutz 團隊使用 Vapourtec E系列和V-3 泵的組合，描述了一種在流動中進行 Suzuki-Miyaura 反應的新穎且環(huán)保的方法。當應用該解決方案時，可以連續(xù)運行 1.5 小時，從而生產 20 克藥物中間體。

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將三個準備好的注射器插入交叉混合器中，將交叉混合器直接插入 2 mL 反應器盤管。然后將反應器盤管連接到 T 型混合器中，其中 2-甲基四氫呋喃通過止回閥垂直輸送到該流中作為在線萃取器。交叉混合器、反應盤管和在線萃取裝置在運行期間保持95°C溫度穩(wěn)定。

將運行前的萃取混合物通過 Vapourtec E 系列蠕動泵輸送，該蠕動泵作為保持 2.2 bar 的背壓調節(jié)器。反應以 200 µL/min 的組合流速運行四個停留時間（40 分鐘），達到穩(wěn)定狀態(tài)。在總共五個停留時間（50分鐘）內收集反應物，同時使用 2-MeTHF 以 200 µL/分鐘的速度進行在線萃取。分離合并的水相和有機相，減壓蒸發(fā)溶劑。用200mL水處理殘余有機物，導致固體沉淀。將該固體通過過濾回收，溶解在DCM中，并通過硅膠塞，得到灰白色固體產物(431mg，97％產率)。

摘自原文，Lipshutz 團隊說：

“While other commercial systems were considered, the Vapourtec E-Series reactor system was chosen due to its inclusion of peristaltic pumps as the primary mode of delivering reagents together with an internalized, probe-monitored heating well for the reactor coil. This instrument has been reported to accommodate light slurries in suspension while our examination of this system found that the NPs suspended in an aqueous micellar medium could be easily pumped without clogging”[1]

譯文：

雖然考慮了其他商業(yè)系統(tǒng)，但選擇了 Vapourtec E 系列反應器系統(tǒng)，因為它將蠕動泵作為輸送試劑的主要模式，以及用于反應器線圈的內部化、探針監(jiān)控的加熱模塊。據報道，該儀器可容納懸浮的輕質漿液，而我們對該系統(tǒng)的檢查發(fā)現(xiàn)，懸浮在水性膠束介質中的納米顆粒可以輕松泵送而不會堵塞。

論文報道了開發(fā)普及流動化學過程的初步努力，將異質納米催化劑應用于水性膠束實現(xiàn) Suzuki-Miyaura 偶聯(lián)反應。懸浮在水性膠束介質中的多相催化劑在進入管式反應器之前被連續(xù)泵送和預混合。Lipshutz 的團隊利用了Vapourtec多功能V-3 泵，不僅能夠泵送漿料，而且還可以用作動態(tài)背壓調節(jié)器而不會堵塞合成通道。該合成路線合成了超過 13 g/h 的 API 中間體。

V-3泵解決Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應的技術難點

對于大多數合成化學家來說，Suzuki-Miyaura偶聯(lián)可能是實驗室中十分常見的交叉偶聯(lián)反應。這種有用的反應由 Pd(0)介導，在堿存在下在有機硼和鹵化物化合物之間形成 C-C鍵。

在連續(xù)流動中，多相催化通常是通過將催化劑填充在柱式反應器中來完成的。這種簡單的方法使大多數研究團隊在過去十年中探索了流動中的Suzuki反應。

如果沒有合適的系統(tǒng)，處理流動中的固體是一項挑戰(zhàn)。對于大多數泵來說，幾乎不可能泵送固體，而且當固體通過時，大多數背壓調節(jié)器會堵塞。Vapourtec開發(fā)了V-3泵，旨在克服這些問題。這些蠕動泵能夠在壓力下工作，提供平穩(wěn)的泵送流速，控制反應器的壓力。

Vapourtec提供更環(huán)保的合成途徑

環(huán)境問題意味著我們需要不斷努力尋求比當前批處理過程更可持續(xù)的解決方案，例如連續(xù)流動，提供了更環(huán)保的途徑。

在這篇論文中，Lipshutz團隊通過使用水溶液和使用可以在下游進一步回收的納米粒子，將這種綠色方法提升到了一個新的水平。

相比于傳統(tǒng)釜式合成方式，該反應技術具有傳質傳熱效率高、本質安全、過程重復性好、產品質量穩(wěn)定、連續(xù)自動化操作和時空效率高等諸多優(yōu)勢，Vapourtec流動合成儀用于化學合成中的研究越來越多。

流動化學系統(tǒng)專業(yè)廠家

Vapourtec成立于2003年，已有17年生產經驗。作為專業(yè)生產流動化學系統(tǒng)的廠家，一直致力生產實驗室級別的流動化學系統(tǒng)的研發(fā)生產。

Vapourtec設計和生產流動化學合成系統(tǒng)持續(xù)先于市場，提供了新的連續(xù)化學合成能力，并且始終保持著技術兼容性，從而使得即使很早的用戶仍可利用新穎的技術發(fā)展提供的優(yōu)勢。

目前推出兩個系列產品：

▲ R-Series;一個高度特定的模塊化系統(tǒng)，能夠獨立操作或與其他設備的集成，提供多功能的自動化流動合成

▲ E-Series;一個易于使用的入門級系統(tǒng)平臺，適合新用戶和學校實驗室教學。

參考文獻

[1] A. B. Wood et al., “Continuous slurry plug flow Fe/ppm Pd nanoparticle-catalyzed Suzuki–Miyaura couplings in water utilizing novel solid handling equipment,” Green Chem., 2021, doi: 10.1039/D1GC02461B.

[2] Vapourtec Ltd, “Application Note 51 – Palladium on Charcoal Slurries in Continuous Flow Hydrogenation,” 2017.

[3] Vapourtec Ltd, “Application Note 54 – Selective hydrogenation of O-benzyl vanillin using hydrogen gas and a palladium on charcoal slurry,” 2017.

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