王崴 / 工研院材化所
前言
ESOC是歐洲歷史最悠久的有機化學綜合研討會，自1979年起每兩年舉辦一屆，2025年第23屆會議首次在丹麥舉辦，集結歐盟會員國、北美、東南亞以及印度等，多達50國大學及研究單位參加。會議中有10場以上的主題演講，以及30場以上的小演講，題目包含天然物全合成、手性精準合成、藥物開發、光/電催化反應、永續化學等多個領域，並邀請2022年諾貝爾化學獎得主，丹麥化學家Morten Meldal進行開場第一場演講（圖一），其研究領域click reaction在天然物、新藥開發領域提供了非常重大的突破。
圖一、Morten Meldal開幕演說
1. 流動化學/流動電化學
● Continuous Flow Electrochemical Late-stage Hydroxylation of Active Ingredients 連續電化學羥基化反應
農藥分子在人體內代謝時，第一階段通常透過細胞色素P450酵素催化進行羥基化反應，而農藥化學公司在進行毒理測試時，常常會需要公斤級的羥基化代謝物進行測試。因為結構複雜性，透過P450或mCPBA等氧化試劑會面臨成本過高、副產物多等困難。
圖三、連續電化學羥基化反應技術
本篇使用商用連續電化學反應器Syrris Asia FLUX利用電化學方式催化，並利用連續式反應器在三氟乙酸的條件下將C-H活化為C-OH並且一步驟生成TFA酯產物，只要水解即可得到一般困難合成的羥基化代謝物（圖三）。此篇作者已與葡萄牙農藥化學公司Ascenza Agro, S.A.進行合作，開發連續式羥基化製程。在工研院材化所的研究方面，目前較少將微流道反應技術與電催化進行結合，可以參考本篇發展連續電化學製程，開發一些現有廠商較高單價且合成困難的化學中間體。
2. 永續化學/二氧化碳捕捉
● Enzymatic CO₂ Desorption from Monoethanolamine (MEA) Aqueous Solutions 酵素催化再生單乙醇胺水溶液捕捉之二氧化碳
單乙醇胺(MEA)水溶液是一種用於燃燒後煙囪氣的捕碳吸收劑，吸附二氧化碳後形成MEA-氨基甲酸氫鹽(MEACOO⁻)。傳統上再生MEA需要在120℃的高溫下進行，但是高溫會導致MEA熱降解及蒸發損失，本篇作者利用生物觸媒進行MEA-氨基甲酸氫鹽(MEACOO⁻)的再釋放，形成碳酸氫離子並進一步生成二氧化碳釋放（圖七）。優點是大幅降低碳捕捉劑的再生能耗，但缺點是生物觸媒成本較高且長時間使用有活性降低的問題需要克服。
圖七、酵素催化再生單乙醇胺水溶液捕捉之二氧化碳
● Substrate-Tethered Catalysis for the Synthesis Cyclic Carbonates from Epoxides and CO₂ 將環氧化物與CO₂轉化為環碳酸酯
將環氧化物與二氧化碳進行反應，生成環碳酸酯的方法已經有非常多的研究發表，但是在活化起始物的反應機構方面仍有發展空間。本篇參考過去將環氧官能基活化開環的三種方式：1.傳統催化劑→路易士酸活化+鹵素開環；2.雙效催化劑→單一分子上即有路易士酸與鹵素官能基；3.氫鍵主導的環氧基活化機制，設計一種以咪唑與環氧氯丙烷為主的催化劑，其可在相對低溫低壓的條件下將末端或中間的環氧化物高選擇性轉化為對應γ-環碳酸酯（收率89~93 %）。並且以空氣直接捕捉二氧化碳進行反應測試（2周）則有6%的轉化率（圖八）。此種催化劑類型之優點為液相且無重金屬殘留，並且有極高的官能基容忍度，對材化所開發之技術有較大的參考價值---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。