连续流技术新突破：从丙醛出发，高效合成三类新烟碱类化合物

在绿色化学与精细化工合成领域，连续流技术凭借安全、高效、可控等优势，成为多步有机合成的重要发展方向。近期，华东师范大学研究团队开发了一套统一化连续流合成策略，以丙醛为起始原料，成功实现三种重要新烟碱类化合物的高效制备，为农用化学品的绿色规模化生产提供了全新思路。

一、研究背景与意义

新烟碱类化合物是目前应用广泛的农用化学品，传统间歇釜式合成存在反应周期长、安全性不足、时空产率低等问题。

本研究以丙醛为廉价易得起始原料，通过连续流技术完成多步反应串联，实现关键中间体与目标产物的高效制备，全程更安全、更稳定、更适合放大。

二、核心技术：连续流合成体系

研究团队搭建了适配多步反应的连续流平台，包含：

· 高精度进料泵

· PTFE 盘管反应器

· 3D baker 微反应器

· 光化学反应模块

· 固定床反应模块

针对溴化、重氮化、光引发溴代、缩合等步骤进行条件优化，实现温度、压力、停留时间的精准控制，提升反应选择性与收率。

三、关键步骤与结果

1. 2 - 氨基 - 5 - 甲基噻唑（中间体 3）连续流合成

以丙醛为原料，经溴化、与硫脲环合两步连续反应。

· 反应温度：15 ℃ → 80 ℃

· 停留时间：约 10 分钟

· 两步总收率：76%

· 时空产率：303 g/(L·h)

2. 2 - 氯 - 5 - 甲基噻唑（中间体 4）连续流合成

采用 3D baker 微反应器，实现重氮化与氯化高效转化。

· 微反应器：2.5 mL，通道 570 μm×750 μm

· 反应条件：15 ℃ → 70 ℃，背压 0.8 MPa

· 停留时间：约 5 分钟

· 分离收率：60%

· 时空产率：724 g/(L·h)

3. 5 - 溴甲基 - 2 - 氯噻唑（中间体 5b）光连续流合成

在 390 nm 可见光下实现苄位溴代。

· 光反应器：45 mL PTFE 盘管

· 反应温度：20 ℃

· 停留时间：30 分钟

· 分离收率：85%

· 时空产率：223 g/(L·h)

4. 目标化合物连续流合成

以中间体 5b 为关键节点，在固定床中完成缩合反应，分别制备：

· 噻虫嗪：收率 83%，时空产率 163 g/(L・h)

· 噻虫啉类似物：收率 78%，时空产率 136 g/(L・h)

· 噻虫胺：由噻虫嗪经温和转化得到

四、连续流对比传统工艺的优势

1. 安全性更高：强腐蚀性、易挥发试剂在密闭体系中反应，降低暴露风险

2. 效率显著提升：停留时间从小时级缩短至分钟 / 十分钟级

3. 可放大性强：从实验室小试直接向规模化生产过渡

4. 产物更稳定：反应条件精准控制，副产物更少，纯度更高

五、研究价值与应用前景

本工作建立了从丙醛到三种新烟碱类化合物的统一连续流合成路线，实现：

· 原料廉价易得

· 多步反应连续化

· 时空产率大幅提升

· 操作更安全、更绿色

该策略不仅适用于实验室研究，也为农用化学品连续化生产提供可复制、可推广的技术方案，推动精细化工合成向绿色、智能、高效方向发展。

浙江布瑞利斯科技有限公司是国内专注连续化工领域的高新技术企业，聚焦流动化学、连续光化学技术研发与装备制造，提供从实验室小试到工业化量产的解决方案。围绕连续流技术打造系列装备，涵盖连续化学平行筛选装置、微通道反应器、连续光催化反应仪等，配套高压泵、在线检测设备及定制化光催化剂，可实现反应、结晶、过滤等单元一体化衔接。依托微反应器精准控温、高效传质优势，解决传统批次生产效率低、副反应多等问题，已实现维生素 D 中间体、地屈孕酮关键中间体等产品的连续流合成，落地规模化连续加氢反应工业化系统。