CN110760877B - 一种利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用电化学微通道反应装置连续制备2‑芳基‑3‑卤代‑苯并呋喃类化合物的方法，将乙炔基苯甲醚与含碘或含溴的电解质溶解在水和乙腈中制成均相溶液，然后将制得的均相溶液利用注射泵单股进样通入电化学微通道反应装置的进料口，在直流电源作用下，反应得到产物2‑芳基‑3‑卤代‑苯并呋喃类化合物；电化学微通道反应装置包括阳极电极、阴极电极、电解池支架、反应槽、直流电源以及温度控制模块；所述反应槽位于阳极电极和阴极电极之间，并在阳极电极和阴极电极之间形成一封闭的蛇形流动路径；所述阳极电极和阴极电极安装在电解池支架上；阳极电极和阴极电极的一端相互连接，并与直流电源连接；所述温度控制模块镶嵌在电解池支架内，用于控制反应槽内液体的温度。
Description
技术领域
本发明属于化工合成领域，具体涉及一种利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法。
背景技术
苯并呋喃及其衍生物广泛存在于天然和非天然产物中，是一类具有很强生物活性的化合物，是多种中草药的有效成分，研究表明：从野茉莉、毛桑、丹参、野生鹰嘴豆等植物中提取出苯并呋喃及其衍生物具有良好的生物活性，如抗真菌活性、抗病毒活性、抗肿瘤活性、抗氧化性以及抗血小板凝聚、抗疟疾、腺苷A1受体拮抗剂等。鉴于苯并呋喃及其衍生物独特的结构特征、多样的生物活性和巨大的药物价值，以从天然产物中筛选生物活性强、药理作用明显的结构单元为先导化合物，对此结构进行修饰改造合成出具有更好生物活性强、药理作用明显的结构单元为先导化合物，对此结构进行修饰改造合成出具有更好生物活性的苯并呋喃类的新化合物，依然是人们关注的重点和发展杂环化合物的热点。尽管目前从天然产物中分离和人工设计合成的含苯并呋喃类化合物不断涌现，但天然产物中所含有效成分含量低、分离困难，因此研究高效、绿色化学合成苯并呋喃及其衍生物对系统研究其药理作用及开发药物先导化合物具有重要的意义。
目前国内外对于2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物合成的主要方法有传统合成方法和过渡金属催化法。Johnson等以三氟乙基苯醚为起始原料，与芳基或烷基锂化合物反应合成。Hoshiya等以碘苯和苯并呋喃-2-硼酸为底物，在硫磺修饰的金固定的钯催化下合成。但是，在这些方法中，使用了一些对环境不太友好的试剂，例如有毒试剂以及某些过渡金属催化剂。因此，开发一类实用有效且对环境友好的方法来合成这类化合物是非常有价值的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，以解决现有技术存在的环境污染问题和对反应器的设计要求高、选择性不好、能耗大等问题。
为了达到上述发明问题，本发明采取的技术方案如下：
一种利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，其特征在于，将乙炔基苯甲醚与含碘或含溴的电解质溶解在水和乙腈中制成均相溶液，然后将制得的均相溶液利用注射泵单股进样通入电化学微通道反应装置的进料口，在直流电源作用下，反应得到产物2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物；
其中，所述电化学微通道反应装置包括阳极电极、阴极电极、电解池支架、反应槽、直流电源以及温度控制模块；所述反应槽位于阳极电极和阴极电极之间，并在阳极电极和阴极电极之间形成一封闭的蛇形流动路径；所述阳极电极和阴极电极安装在电解池支架上；阳极电极和阴极电极的一端相互连接，并与直流电源连接；所述温度控制模块镶嵌在电解池支架内，通过RTD电阻控制反应槽内液体的温度。
具体地，所述乙炔基苯甲醚为2-苯乙炔基苯甲醚、2-(4-甲基苯乙炔基)苯甲醚、2-(4-氟苯乙炔基)苯甲醚、2-(4-氯苯乙炔基)苯甲醚、2-(4-溴苯乙炔基)苯甲醚、2-(4-乙基苯乙炔基)苯甲醚、2-(4-甲氧基苯乙炔基)苯甲醚、2-(3-甲基苯乙炔基)苯甲醚、2-(2-甲基苯乙炔基)苯甲醚、2-(2-噻吩)乙炔基苯甲醚、2-(环丙基乙炔基)苯甲醚中的任意一种；所述含碘的电解质为KI、NaI、Bu4NI或者Et4NI，优选为KI；含溴的电解质为KBr。
具体地，所述乙炔基苯甲醚与含碘或含溴的电解质的摩尔比为1:1～1:3，优选摩尔比为1:3。
具体地，所述乙腈与水的体积比为3～6:1，优选体积比为4:1。
具体地，所述乙炔基苯甲醚在均相溶液中的浓度为0.02～0.05mmol/ml，优选浓度为0.04mmol/ml。
具体地，所述均相溶液单股进样的流速为0.05～0.15ml/min，优选流速为0.1ml/min。
具体地，所述阳极电极为碳片或铂片；所述阴极电极为镀铂钛合金。
具体地，所述反应槽为聚四氟乙烯材质，体积为0.05～1.0ml，优选体积为0.5ml。
具体地，所述阳极电极和阴极电极的通过螺杆固定，螺杆为聚四氟乙烯材质。
具体地，所述直流电源的规格为5A，30V；作用在微通道中反应流的电流控制在35～45mA，2-芳基-3-碘-苯并呋喃类化合物的优选电流为40mA，2-芳基-3-溴-苯并呋喃类化合物的优选电流为45mA。
作为化学氧化剂的理想替代品，电化学阳极氧化为C-H官能化提供了一种有效且对环境无害的合成方法。随着人们对电化学的日益关注，例如用于构建C–C，C–N，C–O和C–S键的电化学氧化已经取得了相当大的进步。
虽然电化学合成方法相较于传统合成方法和过渡金属催化法，更倾向于绿色环保，但是其仍存在许多不足之处。例如，利用电化学合成方法在长时间反应中易导致底物与产物的分解，难以高效的得到目标产物；副反应多，难以实现放大生产。随着连续微处理技术的出现，流动化学已经得到了强有力的推动，连续微处理技术有可能超越批处理的极限。与传统的间歇式反应器相比，连续流动系统通过增加接触面积提供短的扩散路径，提高了质量和传热速率，产生了更高的产率和更均匀的颗粒分布。因此，本发明将反应应用于连续流微反应器。
有益效果：
与现有技术相比，(1)本发明利用绿色电氧化，以连续流动技术高效、高选择性合成2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物；相比于普通反应，该反应绿色环保且高效；(2)本发明通过使用电化学微反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物，相比于普通反应反应时间缩短，反应收率提高，产品稳定且有利于放大生产，操作简单，反应温度低，安全性高，能够连续不间断生产，可以有效克服传统反应釜的缺点，具有良好的工业应用前景。(3)本发明的产物收率高达97.1％。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本发明电化学微通道反应装置和制备流程示意图。
图2为本发明电化学微通道反应装置中反应槽实物照片。
图3为实施例1制备的2-苯基-3-碘-苯并呋喃的核磁共振氢谱图。
图4为实施例1制备的2-苯基-3-碘-苯并呋喃的核磁共振碳谱图。
图5为循环伏安法(CV)的氧化还原电位图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
首先，通过循环伏安法(CV)实验以研究底物的氧化还原电位。1a，KI，KBr，KCl的循环伏安图是在室温下在氮气下在连接到斯克伦克线的三电极电池中进行的。工作电极是稳定的玻碳盘电极，反电极是铂丝。参比是浸入饱和KCl水溶液中的Ag/AgCl电极。(1)在循环伏安法实验中，将1a(0.4mmol)和含有n-Bu4NBF4(0.8mmol)的混合溶剂(CH3CN/H2O＝5/1，12mL)倒入电化学电池中。扫描速率为0.10V/s，范围为0V至2.5V。(2)KI(0.4mmol)和含有n-Bu4NBF4(0.8mmol)的混合溶剂(CH3CN/H2O＝5/1，12mL)为在循环伏安法实验中注入电化学电池。扫描速率为0.10V/s，范围为0V至2.5V。(3)KBr(0.4mmol)和含有n-Bu4NBF4(0.8mmol)的混合溶剂(CH3CN/H2O＝5/1，12mL)为在循环伏安法实验中注入电化学电池。扫描速率为0.10V/s，范围为0V至2.5V。(4)KCl(0.4mmol)和含有n-Bu4NBF4(0.8mmol)的混合溶剂(CH3CN/H2O＝5/1，12mL)为在循环伏安法实验中注入电化学电池。扫描速率为0.10V/s，范围为0V至2.5V。(5)1a(0.4mmol)+KI(0.8mmol)和混合溶剂(CH3CN/H2O＝5/1，12mL)，其中n-在循环伏安法实验中，将Bu4NBF4(0.8mmol)倒入电化学电池中。扫描速率为0.10V/s，范围为0V至2.5V。
结果如图5所示，KI和KBr的氧化峰分别在0.79V和1.24V处观察到，而2-苯乙炔基苯甲醚(1a)的氧化峰在1.94V处观察到。这一现象说明KI和KBr在阳极上被优先氧化。此外，在该实验中还检测了KCl，在2.07V处检测到KCl的氧化峰，结果表明在该转化中不能获得3-氯化产物。
实施例1
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。产物的核磁共振氢谱如图3所示，产物的核磁共振碳谱如图4所示。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.21–8.14(m,2H),7.53–7.39(m,5H),7.39–7.27(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.96,153.11,132.52,130.04,129.26,128.54,127.53,125.70,123.54,121.88,111.20,61.15.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C14H9IO[M+H]+:320.9771,found:320.9775.
实施例2
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.09g的NaI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例3
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.222g的Bu4NI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例4
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.1545g的Et4NI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例5
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0332g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例6
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0664g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例7
组装电化学流通池装置：选取铂片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例8
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和3ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例9
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和5ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例10
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和6ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例11
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.05ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例12
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.12ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例13
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.15ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例14
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为35mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例15
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为37mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例16
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为39mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例17
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为43mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例18
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为45mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例19
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.05ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例20
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例21
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.8ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例22
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为1.0ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-碘-苯并呋喃。
实施例23
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0444g的2-(4-甲基苯乙炔基)苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-对甲基苯基-3-碘-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.06(d,J＝8.2Hz,2H),7.50–7.41(m,2H),7.38–7.26(m,4H),2.41(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.88,153.39,139.43,132.57,129.25,127.46,127.23,125.47,123.46,121.72,111.12,60.42,21.50.HRMS(ESI-TOF)m/zCalcd for C15H11IO[M+H]+:334.9927,found:334.9924.
实施例24
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0452g的2-(4-氟苯乙炔基)苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-对氟苯基-3-碘-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.16(dd,J＝8.9,5.3Hz,2H),7.46(dd,J＝11.2,7.0Hz,2H),7.40–7.29(m,2H),7.19(t,J＝8.7Hz,2H).19F NMR(376MHz,CDCl3)δ-110.83(s,1F).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ163.16(d,J＝250.3Hz),153.90,152.33,132.40,129.53(d,J＝8.2Hz),126.25,125.76,123.62,121.86,115.67(d,J＝21.9Hz),111.17,60.95.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C14H8FIO[M+H]+:338.9677,found:338.9671.
实施例25
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0484g的2-(4-氯苯乙炔基)苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-对氯苯基-3-碘-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.16–8.09(m,2H),7.51–7.42(m,4H),7.41–7.29(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.92,152.00,135.17,132.40,128.81,128.66,128.50,125.98,123.69,121.95,111.22,61.66.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C14H8ClIO[M+H]+:354.9381,found:354.9379.
实施例26
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0572g的2-(4-溴苯乙炔基)苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-对溴苯基-3-碘-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.07(d,J＝8.8Hz,2H),7.63(d,J＝8.7Hz,2H),7.51–7.43(m,2H),7.41–7.29(m,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ153.92,152.01,132.41,131.76,128.94,128.85,126.02,123.70,123.47,121.96,111.23,61.75.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C14H8BrIO[M+H]+:398.8876,found:398.8872.
实施例27
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0472g的2-(4-乙基苯乙炔基)苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-对乙基苯基-3-碘-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.10(d,J＝8.2Hz,2H),7.46(dd,J＝12.6,8.4Hz,2H),7.39–7.27(m,4H),2.72(q,J＝7.6Hz,2H),1.29(t,J＝7.6Hz,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.88,153.40,145.70,132.58,128.05,127.54,127.44,125.46,123.45,121.71,111.12,60.39,28.83,15.36.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C16H13IO[M+H]+:349.0084,found:349.0087.
实施例28
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0476g的2-(4-甲氧基苯乙炔基)苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-对甲氧基苯基-3-碘-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.11(d,J＝8.8Hz,2H),7.49–7.38(m,2H),7.36–7.25(m,2H),7.00(d,J＝8.8Hz,2H),3.86(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ160.38,153.80,153.28,132.62,129.07,125.26,123.44,122.65,121.56,113.98,111.03,59.52,55.40.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C15H11IO2[M+H]+:350.9876,found:350.9879.
实施例29
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0444g的2-(3-甲基苯乙炔基)苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-间甲基苯基-3-碘-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.03–7.94(m,2H),7.48(d,J＝8.6Hz,1H),7.46–7.21(m,5H),2.45(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.93,153.30,138.26,132.54,130.09,129.93,128.42,128.07,125.61,124.78,123.49,121.84,111.16,61.02,21.57.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C15H11IO[M+H]+:334.9927,found:334.9929.
实施例30
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0444g的2-(2-甲基苯乙炔基)苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-邻甲基苯基-3-碘-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.55(d,J＝6.4Hz,1H),7.50–7.44(m,2H),7.41–7.26(m,5H),2.37(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ156.31,154.49,138.39,131.47,131.26,130.68,129.98,129.47,125.59,125.41,123.48,121.65,111.36,64.83,20.47.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C15H11IO[M+H]+:334.9927,found:334.9923.
实施例31
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0428g的2-(2-噻吩)乙炔基苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-(2-噻吩)-3-碘-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.94(dd,J＝3.7,1.0Hz,1H),7.49–7.43(m,2H),7.40(dd,J＝7.5,1.5Hz,1H),7.36–7.26(m,2H),7.17(dd,J＝5.0,3.8Hz,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.60,150.31,132.32,131.95,127.62,127.18,127.08,125.69,123.70,121.46,111.04,60.79.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C12H7IOS[M+H]+:326.9335,found:326.9339.
实施例32
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0344g的2-(环丙基乙炔基)苯甲醚与0.0996g的KI溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为40mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-环丙基-3-碘-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.32–7.26(m,2H),7.24–7.19(m,2H),2.18(tt,J＝8.4,5.1Hz,1H),1.17–1.10(m,2H),1.08–1.00(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ158.64,153.32,131.44,124.20,123.18,120.18,110.75,61.14,9.72,7.79.HRMS(ESI-TOF)m/zCalcd for C11H9IO[M+H]+:284.9771,found:284.9777.
实施例33
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0416g的2-苯乙炔基苯甲醚与0.0714g的KBr溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为45mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-苯基-3-溴-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.18(dd,J＝8.5,1.3Hz,2H),7.60–7.54(m,1H),7.50(t,J＝8.0Hz,3H),7.43(d,J＝7.4Hz,1H),7.38–7.28(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.18,150.33,129.62,129.56,129.08,128.62,126.78,125.62,123.49,119.92,111.31,93.84.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C14H9BrO[M+H]+:272.9910,found:272.9914.
实施例34
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0444g的2-(4-甲基苯乙炔基)苯甲醚与0.0714g的KBr溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为45mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-对甲基苯基-3-溴-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.06(d,J＝8.3Hz,2H),7.54(dd,J＝6.5,1.9Hz,1H),7.49(dd,J＝7.3,1.8Hz,1H),7.36–7.27(m,4H),2.41(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.08,150.61,139.24,129.69,129.33,126.76,126.72,125.37,123.42,119.76,111.23,93.13,21.50.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C15H11BrO[M+H]+:287.0066,found:287.0061.
实施例35
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0444g的2-(3-甲基苯乙炔基)苯甲醚与0.0714g的KBr溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为45mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-间甲苯基-3-溴-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.99(d,J＝9.0Hz,2H),7.58–7.54(m,1H),7.53–7.48(m,1H),7.42–7.29(m,3H),7.23(d,J＝7.6Hz,1H),2.45(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.14,150.52,138.32,129.91,129.64,129.45,128.52,127.32,125.53,124.01,123.45,119.88,111.27,93.70,21.59.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C15H11BrO[M+H]+:287.0066,found:287.0069.
实施例36
组装电化学流通池装置：选取碳片作为阳极电极，将其放置于下层钛合金电解池支架上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将阴极镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取0.0444g的2-(2-甲基苯乙炔基)苯甲醚与0.0714g的KBr溶解在1ml水和4ml乙腈中制成均相溶液A。将制得的均相溶液A利用注射泵以流速为0.1ml/min的单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为45mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-邻甲基苯基-3-溴-苯并呋喃。
核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.58(dd,J＝7.5,2.2Hz,2H),7.50(dd,J＝6.6,2.2Hz,1H),7.39–7.29(m,5H),2.41(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.75,152.89,138.28,130.80,130.77,129.90,128.66,128.56,125.61,125.31,123.42,119.87,111.46,95.99,20.45.HRMS(ESI-TOF)m/z Calcd for C15H11BrO[M+H]+:287.0066,found:287.0061.
实施例1～36为利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，主要参数及得到产率见表1。原料中的A为2-苯乙炔基苯甲醚，B为2-(4-甲基苯乙炔基)苯甲醚，C为2-(4-氟苯乙炔基)苯甲醚，D为2-(4-氯苯乙炔基)苯甲醚，E为2-(4-溴苯乙炔基)苯甲醚，F为2-(4-乙基苯乙炔基)苯甲醚，I为2-(4-甲氧基苯乙炔基)苯甲醚，J为2-(3-甲基苯乙炔基)苯甲醚，K为2-(2-甲基苯乙炔基)苯甲醚，L为2-(2-噻吩)乙炔基苯甲醚，M为2-(环丙基乙炔基)苯甲醚；含碘电解质中的a为KI、b为NaI、c为Bu4NI、d为Et4NI、e为KBr；V为反应槽体积；t为停留时间。
表1 2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的收率
本发明提供了一种利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (9)
1.一种利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，其特征在于，将乙炔基苯甲醚与含碘或含溴的电解质溶解在水和乙腈中制成均相溶液，然后将制得的均相溶液利用注射泵单股进样通入电化学微通道反应装置的进料口，在直流电源作用下，反应得到产物2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物；
其中，所述电化学微通道反应装置包括阳极电极、阴极电极、电解池支架、反应槽、直流电源以及温度控制模块；所述反应槽位于阳极电极和阴极电极之间，并在阳极电极和阴极电极之间形成一封闭的蛇形流动路径；所述阳极电极和阴极电极安装在电解池支架上；阳极电极和阴极电极的一端相互连接，并与直流电源连接；所述温度控制模块镶嵌在电解池支架内，用于控制反应槽内液体的温度；
所述乙炔基苯甲醚为2-苯乙炔基苯甲醚、2-（4-甲基苯乙炔基）苯甲醚、2-（4-氟苯乙炔基）苯甲醚、2-（4-氯苯乙炔基）苯甲醚、2-（4-溴苯乙炔基）苯甲醚、2-（4-乙基苯乙炔基）苯甲醚、2-（4-甲氧基苯乙炔基）苯甲醚、2-（3-甲基苯乙炔基）苯甲醚、2-（2-甲基苯乙炔基）苯甲醚、2-（2-噻吩）乙炔基苯甲醚、2-（环丙基乙炔基）苯甲醚中的任意一种；所述含碘的电解质为KI、NaI、Bu4NI或者Et4NI，含溴的电解质为KBr。
2.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，其特征在于，所述乙炔基苯甲醚与含碘或含溴的电解质的摩尔比为1:1~1:3。
3.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，其特征在于，所述乙腈与水的体积比为3~6:1。
4.根据权利要求2所述的利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，其特征在于，所述乙炔基苯甲醚在均相溶液中的浓度为0.02~0.05mmol/ml。
5.根据权利要求4所述的利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，所述均相溶液单股进样的流速为0.05~0.15 ml/min。
6.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，其特征在于，所述阳极电极为碳片或铂片；所述阴极电极为镀铂钛合金。
7.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，其特征在于，所述反应槽为聚四氟乙烯材质，体积为0.05~1.0 ml。
8.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，其特征在于，所述阳极电极和阴极电极的通过螺杆固定，螺杆为聚四氟乙烯材质。
9.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备2-芳基-3-卤代-苯并呋喃类化合物的方法，其特征在于，所述直流电源的规格为5A，30V；作用在微通道中反应流的电流控制在35~45 mA。
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