
2025年发表于《Green Synthesis and Catalysis》的文献《Accelerated flow synthesis of aripiprazole and brexpiprazole in environmentally benign solvents》,对CHCl₂N₃O₂和依匹哌唑在环境友好型溶剂中的加速流动合成进行了深入研究。欧世盛为该研究提供了DP柱塞泵和HP注射泵,用于流动合成中反应物料的精准、稳定输送,为连续流反应工艺的可靠供料与稳定运行提供了关键设备支持。
DP双柱塞高压恒流输液泵
一款专为实验室流动化学需求设计的精密仪器。适用于环保、化工、生物、石油、制药等多个领域,特别适合于需要精确控制液体流量和压力的研究和工业应用。
■ 开放式控制平台,提供 RS485、RS232 等多种通信接口
■ 恒流模式或恒压模式可任意切换
■ 0.001~3000mL/min 流量范围可选
■ 316L、C276、PTFE 等多种泵材料可选,满足输送不同原料特性需要
HP双注射高压恒流输液泵
大流量、高耐压、耐腐蚀双注射高压恒流输液泵,解决了输液泵不能输送粘性或带有悬浮颗粒或强腐蚀物料的问题,使流动化学发展不再受输液泵的限制。
■ 高精度:滚珠丝杠与编码电机驱动相结合,实现单步注射量 0.1μL
■ 耐腐蚀材料:与液体接触材料为 MONEL、FFKM、PTFE 等耐腐蚀材料,可根据输送液体特性选择不同材料输液泵
■友好界面:自带控制键盘及液晶显示屏,方便用户操作
■梯度供液模式:可根据工况场景设定工作模式
研究亮点及意义
通过开发CHCl₂N₃O₂与依匹哌唑的合成中四个关键步骤的连续流动工艺,验证了流动合成技术在精神类药物合成中的可行性与优势,为相关药物合成工艺的连续化改造提供了参考。
该研究同时实现了反应时间的大幅缩短、有毒溶剂与贵金属催化剂的避免,以及剧毒副产物释放风险的有效控制,体现了流动合成技术在效率、绿色与安全三个维度的综合价值。
导图
实验设计
● 中间体 5a(O - 烷基化)合成体系
作为CHCl₂N₃O₂合成的第一步关键中间体,该步 O - 烷基化反应采用2 台柱塞泵搭配内径 1.6 mm、体积 30 mL 的 PFA 反应管,搭配 0.5 MPa 背压调节器构建连续反应体系。工艺采用乙醇 - 水作为溶剂体系(甲醇仅在前期筛选中使用),反应温度控制在 100℃,总进料流速 1 mL/min,物料停留时间 30 分钟。
该步 N - 烷基化反应采用2 台注射泵搭配内径 1.6 mm、体积 24 mL 的 PFA 反应管,背压设置为 0.8 MPa,选择乙醇作为反应溶剂,与上一步中间体 5a 的溶剂体系适配,具备两步级联反应的潜力。反应温度为 130℃,总进料流速 0.4 mL/min,物料停留时间 60 分钟,采用四丁基碘化铵(5 当量)与三乙胺(2 当量)作为复配添加剂体系,实现高效转化。
作为全工艺的核心风险步骤,该步 DDQ 氧化反应采用2 台注射泵搭配内径 0.8 mm、体积 20 mL 的 PFA 反应管,搭配 0.5 MPa 背压调节器,选择乙腈作为溶剂,反应温度 80℃,总进料流速 4 mL/min,物料停留时间仅 5 分钟。
该步 N - 烷基化反应参考CHCl₂N₃O₂的工艺框架,采用2 台注射泵搭配内径 1.6 mm、体积 24 mL 的 PFA 反应管,背压设置为 1.0 MPa,反应温度 130℃,总进料流速 0.4 mL/min,物料停留时间 60 分钟。采用乙醇作为溶剂,以三乙胺(1 当量)为碱、碘化钠(10 当量)为添加剂实现高效转化。
实验结果
● 工艺及产出指标
中间体5a的分离产率达到92%,连续生产效率可达1.05 g/h;CHCl₂N₃O₂终产物单步分离产率94%,两步反应总产率达到86.5%,连续生产效率0.5 g/h;中间体7a的脱氢反应分离产率高达98%,连续生产效率可达2.4 g/h;依匹哌唑终产物分离产率89%,连续生产效率0.37 g/h,所有步骤产率均达到或超过现有间歇工艺水平。
● 连续流动合成优势
效率层面,CHCl₂N₃O₂总生产周期从13-31小时压缩至1.5小时,依匹哌唑总生产周期从19小时以上缩短至65分钟;绿色层面,全程仅使用乙醇、甲醇、水、乙腈等常规溶剂,未使用DMF、甲苯等传统工艺中的有毒有机溶剂,也未使用贵金属催化剂;安全层面,DDQ氧化步骤仅5分钟的短停留时间,可将氰化氢释放的风险降低,显著降低了工艺运维的安全压力。
研究结论
本研究成功开发了一套四步组合流动合成工艺,用于CHCl₂N₃O₂与依匹哌唑的合成。该方法使用环境友好溶剂,在大幅缩短反应时间的同时实现了高产率,并且降低了氰化氢释放的风险。
主要图表
图3. 中间体5a的流动合成工艺方案
图4. CHCl₂N₃O₂的流动合成
图5. 中间体7a的流动合成
图6. 依匹哌唑的流动合成
图7. CHCl₂N₃O₂与依匹哌唑的整体流动合成工艺流程
图S1. O-烷基化制备中间体 5a 的流动合成装置
图S2. N-烷基化制备CHCl₂N₃O₂的流动合成装置
图S3 DDQ 氧化制备中间体 7a 的流动合成装置
图S4 N - 烷基化制备依匹哌唑的流动合成装置
参考文献
doi.org/10.1016/j.gresc.2025.02.001