傳統(tǒng)上，批處理過程使用汞燈或氙燈的光化學，這些燈效率非常低，消耗大量能量，并且可能寬波長照射導致發(fā)生不希望的副反應。根據(jù)比爾-朗伯定律，批處理過程還受到光收集效率低下的影響，該定律指出，光的透射率隨著通過容器的路徑長度而降低，從而導致反應轉(zhuǎn)化率降低。

芳基溴化物（Aryl bromides）在精細化學品的合成中具有非常廣泛和廣泛的用途。 它們在交叉偶聯(lián)和鹵素置換反應中用作中間體。此外，它們還用于合成抗菌劑、抗真菌劑和抗病毒劑。

Wohl-Ziegler 溴化是 1919 年首次報道的使用 N-溴代琥珀酰亞胺 N-bromosuccinimide(NBS) 直接引入溴的通用方法。該試劑已被廣泛用作溴化劑，因為它比分子溴使用起來危險性小得多、穩(wěn)定且實用。

Wohl-Ziegler 溴化的另一個限制是使用 CCl 4作為溶劑。根據(jù)蒙特利爾議定書，該溶劑已被禁止用于工業(yè)規(guī)模，并且由于NBS的高溶解度和穩(wěn)定性以及沒有明顯的放熱，乙腈已被廣泛用作該反應的首選溶劑。

選擇富電子芳烴的溴化作為模型來演示利用流動化學在中尺度上放大光化學過程，而無需使用貧電子系統(tǒng)所需的苛刻反應條件。

表 1 反應條件的優(yōu)化

對乙腈中反應條件的初步篩選發(fā)現(xiàn)，最佳停留時間被發(fā)現(xiàn)為10分鐘(條目4)，因為轉(zhuǎn)換穩(wěn)定在93%。

與 405 nm 的相同條件相比，通過切換到 365 或 470 nm LED（條目5和6）來改變波長會降低轉(zhuǎn)換率。該結(jié)果與預期一致，即 405 nm 將是最有效的波長，因為 NBS 的λ max約為 400 nm。進料中NBS 量的增加（1.5 equiv.，條目 7）表明，過量的溴源導致二溴化增加，選擇性降低到 92%。

然后將溶劑切換為丙酮（條目 8-11），這會減緩反應動力學，可能是由于 NBS 在丙酮中的溶解度稍低；然而，選擇性略微提高至99%。

作者在高效的制備級玻璃板反應器中展示了一種簡單的連續(xù)流光溴化反應。使用NBS 作為溴源可以避免處理許多其他直接溴化中使用的高度危險的溴物種；乙腈和丙酮被證明是該系統(tǒng)的有用溶劑，可避免在連續(xù)流動反應器內(nèi)形成沉淀物。使用膜分離器，可以將光溴化反應器與在線液-液萃取結(jié)合在一個集成的多階段操作中，步驟之間的手動操作最少。然而，這里使用的三元溶劑系統(tǒng)需要至少三個膜分離單元才能實現(xiàn)產(chǎn)品的最佳回收。使用二元甲苯/水系統(tǒng)的生產(chǎn)效率更高，但在沒有可以在分離前去除乙腈的有效溶劑交換系統(tǒng)的情況下，多膜分離器系列對于完全連續(xù)流動系統(tǒng)是必要的。

雖然對于大多數(shù)分批反應來說，光引發(fā)不是生產(chǎn)規(guī)模的選擇，而且通常需要選擇熱引發(fā)路線，但我們相信流動光化學將為化學制造行業(yè)提供將光作為替代方案的選擇。

全文鏈接:

https://doi.org/10.1071/CH20372

Evaluation of a Continuous-Flow Photo-Bromination Using N-Bromosuccinimide for Use in Chemical Manufacture

關(guān)鍵詞：連續(xù)流動化學，光化學，光溴化，微反應器，在線分離，光活化。