歐世盛高壓泵應用案例：阿爾茨海默病探針Aftobetin 及其類似物的綠色合成

　更新時間：2026-04-28　點擊量：246

Aftobetin 是一種用于阿爾茨海默病早期診斷的非侵入性分子探針。2024年發(fā)表于《ChemSusChem》的文獻《Green Synthesis of Alzheimer’s Disease Probes Aftobetin and Analogues Enabled by Flow Technology and Heterogeneous Photocatalysis》,對該探針及其類似物的全流動綠色合成工藝進行了深入探索。歐世盛為該研究提供了DP柱塞泵和HP注射泵，用于酯化與Knoevenagel縮合反應進料，為兩步連續(xù)流反應的穩(wěn)定供料與高效串聯(lián)提供了關鍵設備支撐。

DP雙柱塞高壓恒流輸液泵

一款專為實驗室流動化學需求設計的精密儀器。適用于環(huán)保、化工、生物、石油、制藥等多個領域，特別適合于需要精確控制液體流量和壓力的研究和工業(yè)應用。

? 開放式控制平臺，提供 RS485、RS232 等多種通信接口

? 恒流模式或恒壓模式可任意切換

? 0.001~3000mL/min 流量范圍可選

? 316L、C276、PTFE 等多種泵材料可選，滿足輸送不同原料特性需要

HP雙注射高壓恒流輸液泵

自研大流量、高耐壓、耐腐蝕雙注射高壓恒流輸液泵，解決了輸液泵不能輸送粘性或帶有懸浮顆粒或強腐蝕物料的問題，使流動化學發(fā)展不再受輸液泵的限制。

? 高精度：滾珠絲杠與編碼電機驅(qū)動相結合，實現(xiàn)單步注射量 0.1μL

? 耐腐蝕材料：與液體接觸材料為 MONEL、FFKM、PTFE 等耐腐蝕材料，可根據(jù)輸送液體特性選擇不同材料輸液泵

?友好界面：自帶控制鍵盤及液晶顯示屏，方便用戶操作

?梯度供液模式：可根據(jù)工況場景設定工作模式

研究亮點及意義

本研究的核心技術突破在于將多相光催化與流動合成技術深度結合，解決了多相光催化放大過程中光穿透差、催化劑易沉降的行業(yè)難題，實現(xiàn)了阿爾茨海默病探針Aftobetin 的綠色流動合成工藝。

研究拓展了氮化碳光催化與流動化學在藥物分子合成中的應用邊界，為溫和、綠色的碳 - 氮偶聯(lián)反應提供了新的方法學范例；也為其他熒光診斷探針、小分子藥物的綠色合成與工藝升級提供了重要思路。

導圖

實驗方法

>>>> 設備與耗材

本研究以連續(xù)流動反應平臺為核心，搭建了多套適配不同反應的裝置：包括用于光催化反應的循環(huán)流動閉環(huán)反應系統(tǒng)、用于酯化反應的微流控PFA 盤管反應器，配套蠕動泵、柱塞泵實現(xiàn)穩(wěn)定的物料輸送；光源采用 455 nm 藍色 LED 陣列，為多相光催化反應提供均勻光照；多相催化劑選用石墨相氮化碳（g-C?N?）和介孔氮化碳（mpg-C?N?），以乙二醇二甲醚合氯化鎳（NiCl??glyme）替代傳統(tǒng)鈀催化劑；溶劑選用乙腈、N,N - 二甲基乙酰胺（DMA）、THF等低毒溶劑，避免了傳統(tǒng)工藝中高毒性試劑的使用。

>>>> 實驗流程

整體工藝按 “分步優(yōu)化 - 串聯(lián)集成" 的思路設計，依次完成四步關鍵過程：首先，通過循環(huán)流動光催化芐醇空氣氧化反應，將醇中間體轉化為醛；其次，采用鎳 - 氮化碳雙光催化體系進行碳 - 氮偶聯(lián)反應，構建含氮中間體；隨后，利用微流控反應器實現(xiàn)酰氯與醇的快速酯化，制備氰基乙酸酯中間體；最后，將碳 - 氮偶聯(lián)、酯化與Knoevenagel縮合三步反應在線串聯(lián)，無需對中間體進行分離純化，直接得到目標產(chǎn)物 Aftobetin 及其類似物。

實驗結果

>>>> 光催化芐醇空氣氧化

針對傳統(tǒng)合成中有毒鉻氧化劑帶來的污染問題，本研究開發(fā)了氮化碳介導的空氣氧化體系。以空氣為氧化劑，在循環(huán)流動裝置中，通過高速流動強化傳質(zhì)與光照效率，反應時間從釜式的 42 小時大幅縮短至 8 小時，收率從 72% 提升至 80%，并成功實現(xiàn) 20 克級放大制備；催化劑可回收循環(huán)使用 4 次，活性無明顯下降，有效解決了傳統(tǒng)工藝的環(huán)保與放大難題。

>>>> 鎳 - 氮化碳雙光催化碳氮偶聯(lián)反應

針對傳統(tǒng)鈀催化碳 - 氮偶聯(lián)反應成本高、條件苛刻的缺陷，本研究構建了鎳 - 氮化碳雙光催化體系。該體系在 35–40℃的溫和條件下即可高效構建碳 - 氮鍵，替代了傳統(tǒng) 110℃、72 小時的鈀催化工藝；在循環(huán)流動裝置中實現(xiàn)了 20 克級放大，收率穩(wěn)定在 72% 左右，同時可通過調(diào)整胺底物，高效制備多種中間體衍生物，為后續(xù)探針結構優(yōu)化提供了基礎。

>>>> 三步串聯(lián)

為進一步提升工藝效率，本研究將碳氮偶聯(lián) - 酯化 - Knoevenagel縮合三步反應進行在線串聯(lián)集成。其中，微流控酯化反應僅需 30 秒即可完成，收率達 92%–94%，且無傳統(tǒng) Steglich 酯化中難去除的二環(huán)己基脲副產(chǎn)物；三步反應串聯(lián)后，省去了中間體的多次分離純化步驟，溶劑用量顯著降低，最終可一鍋制備 Aftobetin 及其 7 種類似物，單批次產(chǎn)量達 12–20 克，總收率 35%–58%，大幅提升了合成效率。

研究結論

本研究成功構建了 Aftobetin 的全流動綠色合成路線，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)間歇工藝。多相光催化與連續(xù)流技術相集成，不僅實現(xiàn)了醇的空氣氧化，作為Cr(IV)氧化的更綠色替代方法，而且還用非貴金屬鎳催化在室溫下替代了貴金屬鈀催化的高溫C–N偶聯(lián)反應。該工藝將多相鎳 - 光催化碳 - 氮偶聯(lián)應用于藥物診斷分子合成，為綠色流動合成在醫(yī)藥領域的應用提供了示范。

與Steglich酯化反應相比，本研究提供了一種更快、更清潔的酯化方案。為了進一步提升綠色性，將C–N偶聯(lián)、酯化和Knoevenagel縮合三個步驟串聯(lián)起來，為化學衍生化開辟了新的途徑。

主要圖表

圖1. Aftobetin的簡要介紹以及間歇式合成方案與連續(xù)流合成方案的比較