【JACS】连续流电化学:开启氧化不对称催化新纪元

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        在催化不对称合成领域,氧化不对称催化转化一直是一个较少被探索的领域。(图1A)传统的氧化不对称转化面临选择合适的化学氧化剂以及解决其与催化剂及官能团兼容性问题的重大挑战。有机电化学提供了一种使用无痕电子进行氧化还原反应的绿色技术,以其高效、环保的特点受到化学界的高度关注。然而,常规的批处理电解法在提升电化学不对称催化的发展中遇到了许多限制,如生产效率低下、需要高浓度的盐类或精细控制的电极电位等,严重阻碍了电化学不对称催化的进展。作者团队提出了一种利用微流体电化学平台的单通道连续流反应器(图1B),通过独特的微流体电化学反应器属性,不仅消除了化学氧化剂的需求,还提升了反应效率,减少了添加剂和电解质的使用,为氧化不对称催化转化的发现和发展提供了新的动力。

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图片来源:JACS

       本研究旨在探索连续流电化学技术在促进氧化不对称催化中的应用,以及通过不同的不对称反应展示其广泛的适用性。作者采用单通道连续流微流体电化学平台,针对多种氧化不对称催化转化进行了实验,包括1,3-二羰基化合物的硫化、脱氢C-C偶联和脱氢烯烃环化过程。(图1C)通过优化反应条件,如电流或电极电位,实现了高效的电化学氧化不对称催化反应。此外,研究还探索了连续生产的可能性,通过并联单通道反应器确保不同反应类型和规模下的直接转换,展示了从毫克级筛选到百克级不对称合成的无缝放大

       本研究成功利用连续流电化学技术开发新的氧化不对称反应,并对现有转化进行了改进。这些反应涵盖了多种键的形成,包括C-S偶联、C-C偶联和环化反应,其效率和可扩展性值得称道。通过本研究,作者不仅展示了连续流电化学在推动氧化不对称催化中的重要作用,还证明了其在扩大氧化不对称催化的应用范围和提升其可持续性方面的巨大潜力。此外,研究还为化学合成、绿色化学以及药物化学等领域提供了新的策略和工具,对于实现更环保、高效的化学生产过程具有重要的理论和实践意义。

标题:Unlocking the Potential of Oxidative Asymmetric Catalysis with Continuous Flow Electrochemistry

作者:Peng-Yu Chen, Chong Huang, Liang-Hua Jie, Bin Guo, Shaobin Zhu, and Hai-Chao Xu*

链接:https://doi.org/10.1021/jacs.4c00878


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