"漂白剂催化一锅法高效合成2-氨基-4H-色烯:绿色化学新策略"

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:Synthetic Communications 1.8

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  本研究针对传统多组分反应合成2-氨基-4H-色烯(2-amino-4H-chromenes)过程中存在的催化剂毒性大、反应条件苛刻等问题,开发了以次氯酸钠(NaOCl)为催化剂的一锅法绿色合成体系。该方案在无溶剂条件下实现了醛类、二甲双酮和丙二腈的高效缩合,具有催化剂用量低(10-13%)、反应时间短、环境友好等优势,其E因子(3.5)和工艺质量强度(6.3)显著优于传统方法,为杂环化合物合成提供了新范式。

  

在药物化学和材料科学领域,2-氨基-4H-色烯骨架因其广泛的生物活性(如抗肿瘤、抗菌)而备受关注。然而传统合成方法通常需要贵金属催化剂或有机溶剂,不仅成本高昂,还会产生大量废弃物。如何开发环境友好的高效合成路线,成为绿色化学领域亟待解决的难题。

发表在《Synthetic Communications》的研究提出创新性解决方案。研究人员发现日用漂白剂的主要成分——次氯酸钠(NaOCl)能高效催化醛类、二甲双酮(dimedone)和丙二腈(malononitrile)的三组分反应。通过优化反应条件,在无溶剂体系中仅需催化量(0.5 mol%)的NaOCl即可实现85-95%收率,反应时间缩短至15-30分钟。

关键技术包括:1)无溶剂一锅法多组分反应体系构建;2)次氯酸钠催化剂的活性评价;3)通过核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HRMS)进行产物表征;4)绿色化学指标(E因子、生态尺度评分)量化评估。

【催化剂筛选】比较多种氧化剂后发现,10-13%的NaOCl水溶液在室温下即可启动Knoevenagel缩合-迈克尔加成-环化串联反应,其催化效率是过氧化氢的3倍。
【条件优化】反应在无溶剂条件下进行,最佳催化剂负载量为0.5 mol%,80°C反应30分钟即可完成,原子经济性达89.7%。
【底物拓展】芳香醛(含吸电子/给电子取代基)和脂肪醛均能良好兼容,获得22个衍生物(收率82-95%)。
【绿色评价】E因子(3.5)远低于文献值(15-20),工艺质量强度(PMI=6.3)显示原料利用率提升40%。

该研究突破性地将廉价日化品转化为高效催化剂,建立的操作流程无需柱层析纯化,通过重结晶即可获得纯品。其生态尺度评分(97/100)接近理想值,为工业化生产提供绿色模板。更重要的是,该方法拓展了漂白剂在有机合成中的应用边界,对发展可持续化学具有启示意义——看似简单的化学试剂,可能蕴藏着改变合成范式的巨大潜力。

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