反应性中间体的光化学生成

反应中间体是瞬时的高能物质，在有机分子的合成中起着关键作用。连续流处理通常用于原位生成大量反应中间体，然后将其快速转化为目标分子。反应器小型化以及高热量和质量传递速率是这些流动工艺中利用的关键特性，可提供安全性和可扩展性等额外优势。这篇简短的评论重点介绍了流动化学领域的最新进展，即通过光化学反应、低温序列和相关转化生成和使用反应中间体。

光化学是最流行的方法之一，它通过激发底物或光催化剂来生成反应中间体，然后可利用这些高能物质的反应性引发各种转化。流动化学与光化学的结合提供了额外的优势，这解释了光驱动反应在工业环境中日益增长的兴趣。流动装置中使用的透明管道直径较窄，可确保光完全穿透，均匀的照射和停留时间可实现选择性转化，避免因过度照射而导致的产品分解。因此，光化学流动方法已被用于生成多种反应中间体，在许多情况下，这可以实现更直接的合成路线，其中给定波长的光子充当无痕试剂当量。

卡宾是有机化学中最著名的反应中间体之一；然而，它们的安全生成和受控的后续反应很难在批量模式下实现。Ollevier 团队最近重点介绍了使用微型流动装置通过光解二氮杂环丙烷生成卡宾。使用蓝光生成所得的苄基卡宾，并用炔烃捕获，得到不同的环丙烯，停留时间仅为 5 分钟。Baumann 团队报道了另一种获取卡宾的方法，即在流动模式下用 UV-A 光 (365 nm) 对含炔烃的查耳酮进行光激发。炔烃由此转化为卡宾，卡宾与附近的芳环反应，以区域选择性的方式生成复杂的环丁烯或环庚三烯产品，证明了流动对于发现和探索新化学空间的价值。

图 1.反应性中间体的光化学生成示例

苯炔是另一种反应中间体，在合成化学中具有许多应用。利用芳基三嗪前体，Baumann 团队最近展示了如何利用流动光化学将这些物质分解为苯炔以及 CO2、N2 和乙酰胺。重要的是，苯炔前体本身可以通过连续光化学重排从硝基苯并亚胺中生成，从而使这种材料可以以克级规模获得。这也促进了这些化合物与二级胺之间新光触发三嗪形成反应的发现。

Tsuda 团队展示了光气作为氯仿和氧气的重要反应中间体的连续光化学生成过程。该方法利用了低压汞灯，并展示了各种醇类将光气捕获并生成不同的碳酸酯产物的过程。

芳基重氮盐是一种多功能高能中间体，通常以流动模式生成。Kappe 团队最近的研究显示，通过 Balz-Schiemann 反应，原位制备的重氮盐可光化学转化为芳基氟化物。由此产生的流动工艺具有高产率和可扩展性的特点，可满足进一步工业开发的需求。

Luisi 团队展示了硫基自由基的生成和使用，以及它们在光化学硫醇-烯反应中与氮杂环丁烷的反应。相应的流程以高产率和极好的生产率生成了各种硫化物取代的氮杂环丁烷。Kappe 团队报告了一种相关的光化学硫醇-烯反应，该反应原位生成了一种半芥子气剂，该半芥子气剂在碱性条件下环化为存在于许多候选药物中的药学相关的硫吗啉结构单元。

Brown 团队最近的研究展示了一种光流方法，可以安全消耗降冰片烷衍生的重氮物种，这些重氮物种会经历沃尔夫重排，生成bicylo[2.1.1]hexane-5-carboxylic acid。这项研究还强调了在这些环状骨架上使用草酰氯进行不寻常的基于自由基的官能化反应。

最后，Baumann 团队最近公开了一种多功能烯酮亚胺的新方法，展示了异恶唑的光化学重排。反应性烯酮亚胺可以分离或与肼原位反应，通过有效的杂环转位策略得到吡唑。

文章摘自

Recent advances exploiting reactive intermediates generated via continuous flow chemistry

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452223624000282