持续流动电合成:兼具广泛适用性与规模化潜力的芳烃CH胺化

发布日期:2025-09-09     浏览次数:次   

我院徐海超教授课题组在持续流动电合成方面取得新进展,相关成果以Continuous Flow Electrochemistry Unlocks Broadly Applicable Arene C-H Amination”为题发表于《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202513864)

芳胺是重要的结构单元,广泛存在于药物、农用化学品、天然产物、功能材料以及多种催化剂和合成试剂中。传统的芳胺合成通常依赖于预官能团化的芳烃衍生物,步骤繁琐且原子经济性不足。相比之下,芳烃直接C-H胺化可实现更为简洁高效的合成,但现有方法普遍面临底物范围有限、选择性受限及工艺放大困难等挑战,尤其在缺电子芳烃的适用性方面亟需突破。因此,开发兼具广谱底物适用性、优异官能团耐受性和规模化潜力的C-H胺化方法,仍是该领域的核心科学问题。

徐海超课题组长期致力于持续流动电合成系统的模块化设计、开发与应用J. Am. Chem. Soc., 2024, 146, 7178; Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202310138; Nat. Commun., 2022, 13, 3945; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 11237; Nat. Commun., 2021, 12, 6629; CCS Chem., 2021, 3, 317; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 6650)。与传统间歇式反应器相比,持续流动电化学微反应器具备停留时间可控、传质速率快、电极表面积/体积比高等优势这些因素协同作用不仅能够显著提升反应效率,还能有效抑制副反应发生,使持续流动电化学成为适用于不同电子特性芳烃氧化C-H官能团化的理想平台。

本研究发展了一种基于吡啶化胺解策略的流动电化学C–H胺化方法。该方法在无外加化学氧化剂和金属催化剂条件下,实现了对不同电子特性芳烃(包括富电子、缺电子、卤代芳烃及杂芳环)的高效胺化,并表现出优良的官能团耐受性。此外,通过多台并联的流动反应器连续运行四天,成功制备了104 g苯胺产物,充分展示了该方法的规模化可行性和工艺稳定性。

该工作是在徐海超教授和熊鹏教授共同指导下完成,已毕业博士陈天生为论文第一作者(现为厦门大学博士后,前期一作论文包括Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202310138; Nat. Commun. 2022, 13, 3945)。研究工作得到国家重点研发计划(2023YFA1507202)、国家自然科学基金(2222510122361142752)等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202513864


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