欧美日韩在线午夜福利|国产污污污|蜜臀aⅴ国产精品久久久国产老师|在线观看免费人成视频

光化學(xué)反應(yīng)利用底物和反應(yīng)物的激發(fā)態(tài)，開辟了熱條件下無法實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)路徑。盡管光化學(xué)轉(zhuǎn)化在學(xué)術(shù)和工業(yè)實(shí)驗(yàn)室中越來越受歡迎，但仍存在一些瓶頸需要克服，才能使光化學(xué)成為一種能夠與熱催化或過渡金屬催化轉(zhuǎn)化相媲美的強(qiáng)大技術(shù)。連續(xù)流與光化學(xué)結(jié)合，通過反應(yīng)器小型化解決傳質(zhì)傳熱、選擇性和安全問題，其裝置占地面積小、安全性高，可擴(kuò)展性好，能解決光化學(xué)可擴(kuò)展性和短光程問題。連續(xù)流光化學(xué)成功應(yīng)用諸多，不僅能轉(zhuǎn)化間歇式反應(yīng)、優(yōu)化過程，還用于發(fā)現(xiàn)新反應(yīng)和活性模式，本文將突出關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)并探討其未來潛力。

2.1 流動(dòng)光化學(xué)反應(yīng)器：流動(dòng)化學(xué)的主要優(yōu)勢之一是與相關(guān)間歇式工藝相比，其混合效果更優(yōu)。芯片或微板反應(yīng)器中高流速和小通道直徑的結(jié)合，為液相混合和 / 或引入氣態(tài)反應(yīng)伙伴提供了理想條件。而構(gòu)建帶有強(qiáng)大UV光源的大型FEP反應(yīng)器以滿足千克級生產(chǎn)目標(biāo)面臨諸多挑戰(zhàn)。以往研究表明，F(xiàn)EP并非完全對UV光透明，在壓力下工作時(shí)，任何扭結(jié)或磨損都可能導(dǎo)致管道破裂，需要更換管道。考慮到這些問題，劍橋反應(yīng)器設(shè)計(jì)公司開發(fā)了包含平行連接石英管的Firefly光反應(yīng)器。該反應(yīng)器中心是一個(gè)功率在1.5 - 5kW的高強(qiáng)度汞燈，或者根據(jù)預(yù)期應(yīng)用選擇不同類型的LED。反應(yīng)溶液在被照射的同時(shí)，通過內(nèi)部流動(dòng)路徑，并由壓縮空氣流進(jìn)行冷卻。為了展示Firefly反應(yīng)器的多功能性，進(jìn)行了N - 甲基馬來酰亞胺和三氯乙烯的[2 + 2]環(huán)加成反應(yīng)，其生產(chǎn)率比另一種三層FEP反應(yīng)器高10倍，達(dá)到28.8g/h。 此類微通道反應(yīng)器面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是，當(dāng)固體沉積在通道內(nèi)或其表面時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)器結(jié)垢，最終導(dǎo)致性能下降并最終堵塞?？紤]到非均相光氧化還原催化的價(jià)值，人們開發(fā)了多種策略來解決這一問題。文獻(xiàn)中報(bào)道了一系列反應(yīng)器，包括旋轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器、轉(zhuǎn)子-定子旋轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器（RS - SDR）、泰勒渦反應(yīng)器和渦旋流體裝置，這些反應(yīng)器在解決結(jié)垢問題的同時(shí)，都為進(jìn)一步強(qiáng)化工藝提供了機(jī)會(huì)。 

2.2 光化學(xué)光源：光化學(xué)的復(fù)興與LED技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān)，且很大程度上得益于后者。如今，在學(xué)術(shù)和工業(yè)實(shí)驗(yàn)室中，光化學(xué)實(shí)驗(yàn)常使用波長在360 - 625nm的LED。LED技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展包括使用量子點(diǎn)，以及將氮化鋁鎵和鈣鈦礦作為LED材料，從而拓展了可用光源的范圍。商業(yè)LED通常可調(diào)節(jié)光源的光強(qiáng)度和功率，從而能夠施加特定的光子密度。最終，這為精細(xì)調(diào)節(jié)反應(yīng)條件提供了一種手段，光如同化學(xué)轉(zhuǎn)化中的溫度和時(shí)間一樣，成為易于調(diào)節(jié)的反應(yīng)參數(shù)。 使用管式活塞流反應(yīng)器放大流動(dòng)光化學(xué)過程仍然是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，可通過增加數(shù)量（即并行使用多個(gè)反應(yīng)器）和/或增加盤管體積來解決。在放大反應(yīng)器尺寸時(shí)，LED的位置會(huì)對反應(yīng)性能產(chǎn)生顯著影響。大規(guī)模使用基于LED的反應(yīng)器存在諸多挑戰(zhàn)，因?yàn)長ED靠近管道，長時(shí)間使用會(huì)產(chǎn)生熱量。艾伯維的一項(xiàng)報(bào)告描述了高強(qiáng)度激光二極管如何取代LED，從而縮短反應(yīng)時(shí)間。此外，這些激光二極管可輕松集成到反應(yīng)裝置中，并且能夠調(diào)整光束以適配CSTR型裝置。這種方法消除了大規(guī)模使用LED時(shí)對額外工程解決方案的需求。

2.3 光源與光反應(yīng)器的結(jié)合：在連續(xù)流條件下進(jìn)行反應(yīng)的主要優(yōu)勢之一，是能夠控制重要的光化學(xué)參數(shù)，如光子通量、傳熱和時(shí)空分辨率。連續(xù)系統(tǒng)能夠使分子在選定的時(shí)間內(nèi)均勻暴露于特定光源下。最終，這實(shí)現(xiàn)了高水平的時(shí)空控制，確保底物溶液得到有效照射，同時(shí)避免目標(biāo)反應(yīng)產(chǎn)物過度照射而分解?？傮w而言，這些綜合優(yōu)勢確保了反應(yīng)的可重復(fù)性，而不受反應(yīng)規(guī)模的影響。在進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)時(shí)，光源和/或反應(yīng)本身（即放熱反應(yīng)）會(huì)釋放熱量。這會(huì)對反應(yīng)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生直接影響，導(dǎo)致選擇性和可重復(fù)性問題。流動(dòng)化學(xué)通過管道或板通道的微型化尺寸解決了這個(gè)問題，由于高的表面積與體積比，能夠有效散熱。這些優(yōu)勢的結(jié)合凸顯了連續(xù)流條件下光化學(xué)的強(qiáng)大之處。 

2.4 用于可持續(xù)合成的光化學(xué)：在尋求更環(huán)保的合成方案時(shí)，利用光子通常是一種更綠色且可能更直接的選擇。此外，光化學(xué)基于底物的激發(fā)態(tài)，這使其與傳統(tǒng)的基態(tài)熱反應(yīng)形成互補(bǔ)，意味著光化學(xué)提供了其他方法無法實(shí)現(xiàn)的合成路線。精確調(diào)節(jié)光的波長，進(jìn)而通過簡單路線促進(jìn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜分子形成的能力極具吸引力。在過去十年中，可見光光催化的應(yīng)用取得了巨大成功，然而，間歇式光化學(xué)反應(yīng)的局限性依然存在，要實(shí)現(xiàn)利用光化學(xué)力量的更綠色方法，就必須克服這些局限性。 在這種情況下，一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是光化學(xué)反應(yīng)需要高稀釋度，且反應(yīng)時(shí)間長，這對反應(yīng)強(qiáng)化構(gòu)成了挑戰(zhàn)。為了使光化學(xué)路線在工業(yè)上更具吸引力，需要進(jìn)一步努力減少溶劑消耗、縮短反應(yīng)時(shí)間并降低能源使用。在連續(xù)流條件下進(jìn)行光化學(xué)有助于克服比爾-朗伯定律帶來的限制（即需要高稀釋度和小反應(yīng)容器尺寸），從而實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的過程。 雖然間歇式光化學(xué)因其便于篩選以及能夠利用簡單裝置研究新的光化學(xué)反應(yīng)而仍然廣受歡迎，但使用標(biāo)準(zhǔn)化裝置的流動(dòng)光化學(xué)在與現(xiàn)代LED光源結(jié)合時(shí)，在效率、可擴(kuò)展性和可持續(xù)性方面具有優(yōu)勢。

光催化能夠通過將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，促進(jìn)具有挑戰(zhàn)性的成鍵反應(yīng)。雖然光催化方法的實(shí)用性已有充分記錄，但許多間歇式轉(zhuǎn)化反應(yīng)需要惰性條件，這帶來了可擴(kuò)展性問題。間歇式光化學(xué)能夠進(jìn)行高通量實(shí)驗(yàn)（HTE），提供基礎(chǔ)結(jié)果，然后可轉(zhuǎn)化到流動(dòng)體系中。2021年，MacMillan團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種HTE平臺，該平臺模擬流動(dòng)反應(yīng)器，便于將間歇式實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可擴(kuò)展的流動(dòng)體系。使用反應(yīng)體積為60μL的96孔玻璃板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其可輕松轉(zhuǎn)移到配備2或10mL反應(yīng)盤管的Vapourtec E系列UV - 150流動(dòng)系統(tǒng)中。為了測試該HTE平臺，使用了四個(gè)光催化反應(yīng)，將流動(dòng)模擬結(jié)果與Vapourtec E系列UV - 150光反應(yīng)器系統(tǒng)進(jìn)行比較。 

盡管含氟藥物具有諸多優(yōu)勢（如提高代謝穩(wěn)定性和改變物理化學(xué)性質(zhì)），但飽和含氟結(jié)構(gòu)相對較少見。受MacMillan團(tuán)隊(duì)早期報(bào)告的啟發(fā)，輝瑞和藥明康德領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種可擴(kuò)展的脫羧氟化工藝，用于將氟原子立體選擇性地引入哌啶結(jié)構(gòu)單元(Scheme 1a)。該方案采用Selectfluor作為氟化劑，并在2,6-二甲基吡啶作為堿的存在下，使用銥基光催化劑進(jìn)行反應(yīng)。所得的流動(dòng)方法采用10mL體積的FEP管式盤管和460nm的LED光源，結(jié)合8分鐘的短停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了后續(xù)反應(yīng)的放大（>100g）。經(jīng)手性色譜純化后，所需的非對映異構(gòu)體收率為42%。 

由于光化學(xué)與熱化學(xué)方法具有互補(bǔ)性，使用光化學(xué)通?？梢钥s短合成路線。這一優(yōu)勢在藥明康德與阿斯利康的合作研究中得到充分體現(xiàn)，雙方通過光氧化還原催化實(shí)現(xiàn)了嘧啶底物的Minisci型烷基化反應(yīng)（Scheme 1b）。由于成本和可持續(xù)性方面的考慮，作者選擇了有機(jī)光催化劑（即3DPA2FBN），而非更常見的銥基配合物，盡管后者可能實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)率。通過¹H NMR反應(yīng)進(jìn)行在線分析，使得原位監(jiān)測得以實(shí)現(xiàn)，從而揭示亞砜副產(chǎn)物的形成過程。

2024年，Noël團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種通過金屬 - 光氧化還原催化，使芳基溴化物與輕質(zhì)烴（正丁烷、丙烷、乙烷和甲烷）進(jìn)行烷基化的連續(xù)流方法。利用增強(qiáng)的氣 - 液傳質(zhì)和32bar的高壓，開發(fā)出了這種用于氣態(tài)烴的強(qiáng)大交叉偶聯(lián)策略。同樣，該團(tuán)隊(duì)還報(bào)道了利用HAT光催化，結(jié)合SO2和輕質(zhì)烴，實(shí)現(xiàn)有效的C(sp³)-H鍵亞磺?；磻?yīng)(Scheme 1c)。關(guān)鍵的亞磺酸中間體可一步生成，具有出色的原子經(jīng)濟(jì)性，與用于制備常見于藥物中的砜產(chǎn)物的替代方法相比，優(yōu)勢明顯。

流動(dòng)化學(xué)控制短壽命反應(yīng)中間體生成和消耗的能力，使得利用對溫度敏感的反應(yīng)以及光化學(xué)發(fā)現(xiàn)新的反應(yīng)活性成為可能。Baumann團(tuán)隊(duì)的報(bào)告展示了使用UV - A LED（即365nm）進(jìn)行有效的流動(dòng)反應(yīng)（Scheme 2a-e），以通過光化學(xué)反應(yīng)生成和利用苯炔，以及苯并三嗪酮和芳基亞硝基化合物，這些反應(yīng)利用了光化學(xué)活化的硝基物種。在類似的光化學(xué)條件下，該團(tuán)隊(duì)還展示了帶有炔基的查爾酮如何通過復(fù)雜的周環(huán)級聯(lián)過程轉(zhuǎn)化為環(huán)庚三烯和環(huán)丁烯結(jié)構(gòu)。對炔基部分進(jìn)行微小修飾，可在5分鐘的短反應(yīng)時(shí)間內(nèi)生成苯并芴產(chǎn)物。

自動(dòng)化平臺正逐漸成為有機(jī)合成中發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)的重要工具。流動(dòng)裝置的模塊化特性使其能夠構(gòu)建強(qiáng)大且多功能的自動(dòng)化平臺，在該平臺中，試劑儲備溶液和反應(yīng)混合物在無需操作人員干預(yù)的情況下進(jìn)行處理，并借助在線過程分析技術(shù)（PAT）監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程。2024年，Noël團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種一體化機(jī)器人平臺，用于光催化反應(yīng)在流動(dòng)體系中的自主優(yōu)化、強(qiáng)化和放大。該平臺集成了臺式NMR技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)收集和分析數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)貝葉斯優(yōu)化策略。作者強(qiáng)調(diào)，一次只改變一個(gè)因素（OFAT）的優(yōu)化策略通常無法捕捉反應(yīng)參數(shù)之間的潛在關(guān)系，因此無法獲得最佳結(jié)果。此外，這種OFAT方法可能會(huì)導(dǎo)致對特定底物的過度優(yōu)化，需要隨后重新優(yōu)化反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)更通用的反應(yīng)條件。為了測試RoboChem平臺在特定轉(zhuǎn)化中的性能，對先前報(bào)道的間歇式條件和使用Vapourtec UV - 150光反應(yīng)器的連續(xù)流條件進(jìn)行了比較。值得注意的是，該算法能夠找到通過HAT催化進(jìn)行三氟甲硫基化反應(yīng)的改進(jìn)條件，同時(shí)在烯烴的氧三氟甲基化反應(yīng)中，時(shí)空產(chǎn)率有了顯著提升。

正如本綜述所強(qiáng)調(diào)的，近年來流動(dòng)光化學(xué)領(lǐng)域取得了許多進(jìn)展。連續(xù)加工技術(shù)可在微型化裝置中安全地對反應(yīng)混合物進(jìn)行照射，得益于出色的傳熱和傳質(zhì)性能以及時(shí)空分辨率。早期研究多使用自制系統(tǒng)，專注于將間歇式光化學(xué)轉(zhuǎn)化為連續(xù)過程，而近期的大多數(shù)報(bào)告則采用市售系統(tǒng)，利用盤管式或板式光反應(yīng)器，提高了標(biāo)準(zhǔn)化程度和可重復(fù)性。反應(yīng)器設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn)使得能夠構(gòu)建專門的實(shí)驗(yàn)裝置，用于中試規(guī)模的演示，這在許多工業(yè)案例研究中都有體現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)這些進(jìn)展的關(guān)鍵在于節(jié)能光源的可用性，通?；诂F(xiàn)代LED技術(shù)。此外，可靠的泵對于成功進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要，同時(shí)還需要制定避免反應(yīng)器結(jié)垢的有效策略。正如本綜述所述，利用反應(yīng)物直接激發(fā)、光催化劑和光敏劑的光化學(xué)應(yīng)用廣受歡迎。開發(fā)既能有效生成有價(jià)值的產(chǎn)品，又能在可持續(xù)性方面取得潛在改進(jìn)的方法，已變得越來越重要。利用流動(dòng)反應(yīng)器技術(shù)可帶來更多優(yōu)勢，更均勻的照射可縮短停留時(shí)間，進(jìn)而提高這類流動(dòng)光化學(xué)反應(yīng)的可擴(kuò)展性 (Table 1)。此外，通常可以采用更高的反應(yīng)濃度，減少溶劑消耗，為更綠色的化學(xué)合成提供了機(jī)會(huì)。  

最終，光化學(xué)與電化學(xué)將成為發(fā)現(xiàn)新的具有合成價(jià)值的化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵。近期研究已展示了光化學(xué)與電化學(xué)和生物催化的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新且可持續(xù)的化學(xué)轉(zhuǎn)化。連續(xù)流動(dòng)加工將作為核心要素，實(shí)現(xiàn)由此產(chǎn)生的反應(yīng)的可擴(kuò)展性和工業(yè)應(yīng)用。鑒于這些發(fā)展的快速步伐以及眾多成功的案例研究，連續(xù)流動(dòng)光化學(xué)及其在生命科學(xué)中的眾多應(yīng)用前景廣闊。