利用流動精密合成方法,開發機能性化學原料連續合成技術

 

刊登日期:2020/8/25
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日本產業技術總合研究所(AIST)發表利用流動(Flow)精密合成的方式,開發出可以連續合成機能性化學品原料的技術。

研究團隊成功地實現連續合成的是芳香族胺化物類(Aromatic Amine)。以目前現有的合成法而言,除了需要高價而不易取得的原料之外,產生大量的副生成物也是有待解決的問題之一。此外,另一種採用過渡金屬觸媒(Transition Metal Catalyst)的交叉偶合反應(Cross–coupling Reaction),由於使用了高價的芳香族鹵素化合物做為原料,且為了去除副生成物,耗費許多功夫,同時也會對環境造成負荷。因此研究團隊關注到的是價格便宜且容易取得,以酚類(Phenolic)為出發原料的觸媒類脫水型胺化反應。

雖然脫水型胺化反應會以氫化、脫水縮合(Dehydration Condensation)、脫氫化等3項反應依序進行後合成出芳香族胺化物類,但是分批處理法(Batch Method)是在同一個反應器中進行複數個反應,因此較不易予以控制,也容易出現非預期的副反應。因此研究團隊開發的手法是利用流動法的精密有機合成為基礎,並連結2個充填了觸媒的催化器形成反應器,因此成功地讓3項反應可以進行個別的精密控制。

研究團隊將做為出發原料的酚類、氫、原料胺類及添加劑的烯烴,連續供應至各個催化器,脫水型胺化反應展開之後,即可以高產收率連續獲得需要的芳香族胺化物。相較於分批處理法,新手法可以用更低的溫度(140 ℃)與更短的反應時間(~30分)來進行反應,而且能以無副反應之定量選擇性合成出芳香族胺化物。此外,副生成物僅有容易除去的水或碳氫化合物,環境負荷也較小。新手法的利用也能促進反應後生成物的分離精製工程、反應容器的洗淨工程等進一步的簡略化,且藉此廢棄物量將可比分批處理法減少至15分之1。


資料來源: https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2020/pr20200713/pr20200713.html
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