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连续流光催化新突破｜高效、绿色合成含氟药物关键砌块
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在新药研发与材料科学领域，三氟甲基酮是一类重要的分子骨架，引入三氟甲基常能改善分子亲脂性、代谢稳定性与成药潜力。 但传统合成方法往往存在这些痛点： 依赖预官能化底物，步骤繁琐 反应条件苛刻，需强氧化体系 三氟甲基化试剂价格较高 催化剂难回收，放大生产难度大 近期，华东师范大学、华东理工大学团队在Advanced Science发表重要成果，开发了一套连续流非均相可见光催化体系，为 β- 三氟甲基 -α- 芳基酮的高效、绿色、可放大合成提供了全新方案。 一、核心创新：连续流 + 非均相光催化，强强联合 这项研究把两大优势技术结合在一起： 1.介孔石墨相氮化碳（mpg-C₃N₄） o无金属、可回收的非均相光催化剂 o比表面积高、孔结构规整，光吸收与电子转移效率更优 2.连续振荡流光反应器（milli COBR） o透光性好、光利用效率高 o可稳定处理含固体系，不易堵塞 o停留时间、温度、配比精准可控 3.三氟甲磺酰氯（TfCl） o成本较低、易得的CF₃源 o在可见光下通过自由基路径温和引入三氟甲基 整体策略：可见光激发→生成 CF₃自由基→加成→1,2 - 芳基迁移→氧化脱质子，一步得到目标三氟甲基酮产物。 二、性能对比：连续流远超传统间歇反应 研究以模型底物开展系统优化，数据直观体现效率提升： 连续流条件 o蓝光 LED（450–460 nm） o停留时间30 分钟 o分离产率83% o时空产率6.95 g·L⁻¹·h⁻¹ 间歇（釜式）条件 o反应12 小时 o分离产率43% o时空产率仅0.36 g·L⁻¹·h⁻¹ 简单说：时间缩短到 1/24，产率接近翻倍，时空产率提升约 20 倍。 三、催化剂可循环，工艺更可持续 mpg-C₃N₄作为非均相催化剂，具备良好循环性能： 连续5 次循环，仍保持较高催化活性 活性下降主要源于孔道被副产物占据 经简单焙烧即可再生表面积与活性 全程无贵金属、无强氧化剂，更符合绿色化工与连续化生产需求。 四、底物普适性广，可兼容多种结构 在最优条件下，研究对23 种烯丙醇底物进行拓展： 对称 / 非对称 α,α- 二芳基烯丙醇均可顺利转化 产物分离产率54%–88% 含邻位、间位、对位取代芳环，以及杂芳基、烷基取代底物均能适用 部分底物可得到单一区域选择性产物 为复杂含氟分子库构建提供了可靠路径。 五、克级放大 + 连续流串联，迈向实际应用 团队进一步完成克级制备，并将关键中间体通过多步连续流串联，合成具有抗雌激素活性的目标生物活性分子： 1.格氏加成→2. HBr 消除→3. BBr₃脱保护 连续流总反应时间：约 30.5 分钟 总分离产率：83.7% 间歇工艺：62 小时、73.1% 在安全性、效率、时间成本上均实现明显优化，对药物中间体规模化制备具有参考意义。 六、总结与展望 这项工作实现了：✅ 无金属非均相光催化 + 连续流的高效协同✅ 温和条件下自由基三氟甲基化 / 1,2 - 芳基迁移串联✅ 催化剂可回收、可再生，工艺绿色可持续✅ 底物范围广、选择性好、可克级放大✅ 可与多步连续流集成，用于生物活性分子合成 研究为含氟药物中间体、功能材料分子的规模化、绿色化制备提供了新思路，也为其他难转化自由基反应提供了可借鉴的连续流光催化平台。 浙江布瑞利斯科技有限公司是国内专注连续化工领域的高新技术企业，聚焦流动化学、连续光化学技术研发与装备制造，提供从实验室小试到工业化量产的解决方案。围绕连续流技术打造系列装备，涵盖连续化学平行筛选装置、微通道反应器、连续光催化反应仪等，配套高压泵、在线检测设备及定制化光催化剂，可实现反应、结晶、过滤等单元一体化衔接。依托微反应器精准控温、高效传质优势，解决传统批次生产效率低、副反应多等问题，已实现维生素 D 中间体、地屈孕酮关键中间体等产品的连续流合成，落地规模化连续加氢反应工业化系统。    |
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