凯文·谢克(2022)连续流动催化生物相关分子的对映选择性合成。SETU Waterford博士论文。
摘要
这项工作的首要目标是设计和开发一种连续流动工艺，用于合成具有生物重要性的核心部分3-取代-3-羟基吲哚。本工作的第一部分是首次将L-亮氨酸催化的靛红与丙酮的羟醛化反应从间歇流转移到连续流。初始分批溶剂筛选显示，纯丙酮是最适合流动的介质。Kamlet-Taft碱度（β）>0.6且纯度（α）≈0的溶剂具有较高的靛蓝溶解度，但反应性能较差，而β<0.2和α<0.6的溶剂在反应中表现出色，尽管靛蓝溶度较差。添加10当量的水改善了纯反应，48小时后在20°C下93%ee的条件下获得94%的产率。在分批筛选中确定了理想的溶剂后，制造了PTFE管式反应器，并将确定的最佳分批条件转移到流动状态并进行了优化。在40°C的停留时间为12 h时获得完全转化，而对映选择性没有损失。对靛蓝的其他变体也进行了分批和流动测试，在所有情况下，反应都进行得很好，流动反应优于分批反应。一些靛红衍生物需要4倍稀释才能获得可转移到连续流动的溶解度，然而，在大多数情况下都获得了优异的产率和对映选择性。底物范围研究的第二部分旨在首次检验L-亮氨酸催化的靛红与烯醇化酮反应的非对映选择性和区域选择性潜力。与对称酮、不对称酮和环酮分批进行反应，有趣的是，对称酮和环酮类具有高的对映选择性和非对映选择性。与不对称酮的反应也进行得很顺利，但得到了两个区域异构体，表明亮醇是一种非区域选择性有机催化剂。这项工作的另一个主要部分涉及使用气溶胶喷射打印和立体光刻（SLA）3D打印快速成型模具，该模具将用于微流体设备的软光刻制造。使用SLA 3D打印机打印具有所需通道尺寸（300μm宽和高度）的模具，硅化并成功用于制造基于PDMS的微流体器件。虽然通过我们的PDMS设备进行的反应并不成功，但概念验证得到了证明，并可以扩展到其他使用具有更好的耐溶剂和耐化学性能的聚合物的复制品成型技术。
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