近日，Vapourtec攜旗下流動(dòng)合成儀等產(chǎn)品方案正于武漢國際光化學(xué)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)大會(huì )進(jìn)行交流，并于10月15日亮相上海第23屆有機合成國際會(huì )議。兩場(chǎng)會(huì )議主題都強調了光化學(xué)反應的全球應用。

你知道，為什么國家和越來(lái)越多的藥企都在重視光化學(xué)反應應用？

光誘導有機合成反應在有機合成化學(xué)領(lǐng)域，特別在一些非常見(jiàn)結構的合成中占有特殊的地位，大大縮短傳統合成化學(xué)步驟，且經(jīng)濟實(shí)用。

本文將以最重要和常見(jiàn)的光化學(xué)反應之一：[2+2]光環(huán)加成反應為例，為您進(jìn)一步解釋光化學(xué)反應在藥物研發(fā)和產(chǎn)物合成的優(yōu)越性。

實(shí)驗案例：乙烯光環(huán)加成順丁二酐

圖1 - 乙烯光[2+2]環(huán)加成到順丁二酐

考慮到在批處理光化學(xué)反應器中與這種化學(xué)反應相關(guān)的實(shí)際困難，其中之一是保持足夠高的乙烯濃度，以及能夠在壓力下工作和非常有限的批量吞吐量的光化學(xué)反應器的稀缺性，我們使用Vapourtec UV-150光化學(xué)流動(dòng)反應器以避免一些常見(jiàn)光化學(xué)反應陷阱。

使用Vapourtec 365納米高功率LED，將順丁二酐與乙烯進(jìn)行[2+2]直接環(huán)加成反應，苯酮被用作光敏劑，波長(cháng)在300納米以上的光子會(huì )激發(fā)苯酮，然后將能量傳遞給順丁二酐，形成環(huán)丁烷基結構，產(chǎn)量提高230%

Vapourtec UV-150反應器

實(shí)驗過(guò)程中所使用的英國Vapourtec的UV-150反應器配合大功率LED配合使用，可在連續流動(dòng)的環(huán)境中提高光催化的潛力。

實(shí)驗設置

所有反應均使用英國Vapourtec Easy-Photochem進(jìn)行，配備了UV-150反應器。使用了兩種不同的365納米紫外光源：

●   一種UV LED，輸入功率為62W；

●   一種高功率LED，輸入功率為150W；

圖2：365 nm高功率LED光源

圖3：本次實(shí)驗中使用的E系列Vapourtec示意圖

充分利用V-3泵的多功能性：

●   A泵提供順丁二酐溶液；

●   B泵將乙烯氣體輸送至反應器；

●   C泵被設置為主動(dòng)背壓調節器；

試劑和乙烯被混合在一個(gè)T形管中，并如圖3所示傳送到Vapourtec UV-150光化學(xué)流動(dòng)反應器中。

通過(guò)使用一個(gè)充滿(mǎn)了顆粒干冰的Vapourtec冷卻模塊，實(shí)現了-15℃的冷卻。在這種情況下，使用了干燥的壓縮空氣作為冷卻氣體。

實(shí)驗期間系統壓力一直保持在6bar。產(chǎn)物通過(guò)收集閥進(jìn)行收集，并在分析前在真空中干燥。轉化率和產(chǎn)率是通過(guò)1H-NMR分析計算的，通過(guò)馬來(lái)酸酐的強度與產(chǎn)物相關(guān)聯(lián)。

結果與討論

因為這個(gè)反應的量子產(chǎn)率小于1，預期在擴大規模的反應中，通過(guò)增加底物濃度以及以相同的倍數增加光通量，獲得相同的產(chǎn)量。

為了測試這個(gè)假設，我們使用相同濃度的馬來(lái)酸酐溶液（0.5 M），以?xún)煞N不同的流速進(jìn)行通入，分別為0.250和0.500 ml/min，從而每分鐘有效地增加了底物的摩爾數。圖4總結了反應條件，并顯示了在使用Gen 2 LED和高功率LED時(shí)的轉化率和產(chǎn)量。

圖4：在兩種不同的紫外光強度下進(jìn)行[2+2]光環(huán)加成的轉化率，起始溶液為0.5 M的馬來(lái)酸酐

使用高功率LED，產(chǎn)量按預期增加了，轉化率也提高到了98.5%，幾乎完成全部轉化。為了充分評估高功率LED的性能，需要進(jìn)一步優(yōu)化條件。將反應條件推至高功率LED的光子不足狀態(tài)，以便了解系統的局限性。因此，在相同條件下使用1 M的馬來(lái)酸酐溶液。

圖5總結了反應條件以及結果，在使用高功率LED時(shí)，實(shí)現了2.8 g/h的產(chǎn)量。

圖5：在兩種不同的紫外光強度下，從1M的馬來(lái)酸酐溶液開(kāi)始進(jìn)行[2+2]光環(huán)加成的轉化率

結論

這個(gè)實(shí)驗案例使用Vapourtec UV-150流動(dòng)光化學(xué)反應器，研究了在制藥工業(yè)中相關(guān)的[2+2]光環(huán)加成反應。并通過(guò)Vapourtec高功率UV LED，使反應的產(chǎn)量增加了230％。

Vapourtec流動(dòng)合成儀

英國Vapourtec 流動(dòng)合成儀支持觸摸屏操控，界面清晰、上手簡(jiǎn)單，滿(mǎn)足微通道熱光電連續流動(dòng)合成，專(zhuān)注前沿技術(shù)，智領(lǐng)連續制造未來(lái)。

●   Vapourtec UV-150光化學(xué)反應器；

●   更高效、精確、一致、安全和可擴展的光化學(xué)合成；

●   波長(cháng)220到730納米；

●   溫度控制-5°C至80°C；

●   可進(jìn)行實(shí)時(shí)監測；

●   E和R全系列兼容；

Vapourtec

英國Vapourtec是德祥集團旗下代理品牌之一。Vapourtec成立于 2003年，已有20年生產(chǎn)經(jīng)驗。Vapourtec 作為專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)流動(dòng)化學(xué)系統的廠(chǎng)家，一直致力生產(chǎn)實(shí)驗室級別的流動(dòng)化學(xué)系統的研發(fā)生產(chǎn)。Vapourtec設計和生產(chǎn)流動(dòng)化學(xué)合成系統持續服務(wù)于市場(chǎng)，提供了新的連續化學(xué)合成能力，并且始終保持著(zhù)技術(shù)兼容性，從而使得即使早期的用戶(hù)仍可利用新穎技術(shù)發(fā)展提供的優(yōu)勢。

目前已經(jīng)Vapourtec流動(dòng)合成儀證明有效的反應包括：硝化、氧化、還原、偶合、重排、酰胺化、溴化、加氫等。廣泛適用于醫藥，農藥，染料，香料，有機光電材料，有機磁性材料，納米材料，表面活性劑等精細化工中間體和其它特種助劑。

德祥科技

德祥集團成立于1992年，總部位于香港特別行政區。作為科學(xué)儀器供應商和服務(wù)商,德祥服務(wù)于大中華區和亞太地區，每年都為數以千計的客戶(hù)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(shí)驗室咨詢(xún)與規劃，CRO凍干工藝開(kāi)發(fā)服務(wù)以及自主產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、售后。作為深耕科學(xué)儀器行業(yè)的供應商與服務(wù)商，德祥現已服務(wù)于政府、高校、科研、制藥、檢測、食品、醫療、工業(yè)、環(huán)保、石化以及商業(yè)實(shí)驗室等眾多領(lǐng)域。公司目前在亞太地區設有13個(gè)辦事處和銷(xiāo)售網(wǎng)點(diǎn)，3個(gè)維修中心和1個(gè)樣機實(shí)驗室。

我們始終秉承誠信經(jīng)營(yíng)的理念，致力于成為優(yōu) 秀的科學(xué)儀器供應商，為此我們從未停止前進(jìn)的腳步。我們始終相信，每一天都在使這個(gè)世界變得更美好！