微反应器技术在强放热的酰基叠氮化合物合成中的应用

在化学合成领域中，相比传统的间歇法反应釜而言，基于模块集成化的微流控系统和微通道高通量连续流反应器由于其卓越的传热、传质性能及本质安全属性而受到越来越多的关注。

从(1R,2S,4S)-7-氧二环[2.2.1]庚烷-2-酸乙酯(1)合成药物中间体(1R,2S,4S)-(7-氧-二环[2.2.1]庚烷-2-基)-氨基甲酸乙酯(4)的传统间歇法反应包括肼解、叠氮化和重排醇解三步，在叠氮化过程中淬灭过量的水合肼时放热非常剧烈。

在适当调整反应条件之后，所有的三步反应都可以用微反应器系统连续流工艺实现，并且操作安全，三步反应收率分别为96%，94%和84%。

在传统的间歇法反应中，为了使第一步肼解反应进行完全，需要加入1.9倍量的水合肼并在95℃条件下反应24h。由于微反应器有着高效的混合和传质效果，在93℃条件下只需1.1倍量的水合肼，停留时间1.8h，转化率可大于96%。

在第二步叠氮化过程中，中间体酰肼用磷酸酸化，再和10%亚硝酸钠水溶液泵入微反应器，反应温度为2℃，流速0.5mL/min，停留时间为2min，液相转化率为94%。由于上一步肼解反应避免了过量水合肼的使用，显著降低了叠氮化反应中淬灭过量水合肼的放热量，而且全程自动化控制也极大提高了叠氮化合物实验操作的安全系数。

重排醇解反应在室温下的反应速度非常慢，叠氮化合物的二氯甲烷溶液和乙醇等体积泵入微反应器并以0.5mL/min的速度在60℃条件下循环20h可转化完全，产率84%。

对比目标物的间歇法合成，微反应器的制备方法具有高效、安全、操作简单、高收率等优点。该应用实例表明了微反应器系统不仅特别适合用于强放热类反应，在处理不稳定中间体方面也彰显出了卓越的优势。

参考文献：Organic Process Research & Development 2009, 13, 747–750

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