持续流动电合成

发布日期:2019-4-3     浏览次数:973次    发布者:刘春英    

我院徐海超教授课题组在持续流动合成研究方面取得突破,相关成果以Continuous-Flow Electrosynthesis of Benzofused S-Heterocycles by Dehydrogenative C–S Cross-Coupling为题在线发表于《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, DOI: 10.1002/anie.201901610)

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硫杂环结构广泛存在于药物和天然产物分子中,因此发展高效、高选择性的碳硫键的构筑方法是有机合成化学的重要课题。脱氢偶联是构筑碳硫键最为直接有效的方法之一。课题组前期从硫代酰胺开始,通过电化学脱氢偶联,成功合成出苯并噻唑类化合物。但是由于硫代酰胺易发生脱硫反应,难以将该脱氢偶联方法拓展至更为挑战性的苯并六元硫杂环化合物的合成。

流动电解池通过电解液的流动提升传质速率,可以允许采用比表面积大、电极间距较小(几微米到1毫米)电解池体系,可以使用更少支持电解质和在更温和条件和更短时间完成反应。因此,流动电合成有望进一步提高反应效率,并增强反应的经济性和环保性。此外,流动电合成操作简便,只需将反应液持续流过电解池即可。然而目前商业化流动电解池价格较高,且电极材料和电解池尺寸固定,无法满足不同合成的需求,使得流动电合成技术在新反应开发中的应用仍然很少。针对这些问题,徐海超课题组设计了模块化、易拆组、价格便宜的流动电解池,利用该电解池发展了从硫代酰胺出发通过脱氢偶联合成苯并六元硫杂环化合物的新方法。连续流动电合成方法不仅确保了产物的高效形成,还避免了过渡金属催化剂、氧化剂和支持电解质的使用。相比之下在传统的电解池中因这类硫代酰胺化合物发生脱硫反应而使产率较低。

该工作实验部分由2017级硕士生黄崇和已毕业的2014级博士生钱向阳共同完成。该研究得到国家重点研发计划纳米科技重点专项(项目编号:2016YFA0204100)、国家自然科学基金(项目编号:21672178)、中央高校基本科研业务费的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.201901610