利用微反应器快速合成酰胺的操作细则

酰胺广泛存在于药物、以及具有生物活性成分的天然产品中。酰胺的合成也是有机合成中重要的反应之一。常用的酰胺合成方法是需要活化羧基衍生物，如酰氯、酸酐和酯类。或者，羧酸直接与胺反应，由化学计量的偶联剂（例如碳化二亚胺或 1-苯并三唑衍生物）辅助。然而，这些经典方法原子效率低，导致环境污染。因此，药物圆桌会议确定“采用高原子经济性反应物形成酰胺”是有机化学中具挑战性的任务之一。杭州师范大学的张文文课题小组使用微滴定作为微通道反应器，以和羟胺作为底物合成酮肟，酮肟经过贝克曼重排得到产物酰胺。

第一步合成酮肟：
 

作者分别尝试了温度、羟胺浓度和氢氧化钠浓度对收率的影响，相对于釜式 1 小时的反应时间，使用微反应器仅需几秒钟即可达到与釜式相似的收率。

第二步酮肟催化合成酰胺：

 
作者分别尝试了停留时间和温度对收率的影响：



根据筛选好的条件，作者分别对比了不同催化剂在微滴定和釜式的收率，可以看出微滴定中的收率远高于釜式，侧面也反映出了微滴定的反应速度更快：
 

最后，作者分别测试了不同底物在微滴定和釜式中的合成收率，微滴定收率同样远高于釜式：

纵观整个实验，可以看出使用微反应器可以：

1）极大的提升产物酰胺的合成收率；

2）反应时间从小时缩短至几秒；

3）节省有机溶剂响应绿色化学号召；

4）简易的操作方式可以快速对反应条件进行筛选。

后续优化可以选用更大通道尺寸的微通道反应器，流速非常有希望从毫克每分钟到几十克每分钟直至吨级工业化生产。

参考文献：
DOI: 10.1021/acs.joc.8b02669 ；
J. Org. Chem. 2019, 84, 851−859