机械化学有机合成

机械化学有机合成

着名哲学家亚里士多德的声明“没有Coopora nisi Fluida”意味着“在没有溶剂的情况下不可能做出反应”，这是一个普遍的信念，直到最近几十年。然而，在20世纪80年代，Toda及其同事的开创性工作证明，溶液化学的许多有机反应在固态下也是可重复的[22,23]。在固态反应中，将各成分混合成细粉状，以便更好地混合。球磨化学可以更好地被认为是传统研磨化学的更新和复杂版本[38]。

机械化学合成C-C键

总是需要更多原子经济，节能，时间效率和温和的C-C键合成。无溶剂机械加工技术也可以替代传统的手工研磨方法[45]。许多基于溶液的C-C键合成方法在机械加工条件下是可重复的，具有改进的时间和能量效率[46,47]。在本节中，讨论了一些最重要的C-C键形成反应及其优点。

Aldol反应

2000年，Raston和Scott首先报道了在振动球磨机中在NaOH存在下使用藜芦醛，4-苯基环己酮和1-茚满酮进行羟醛缩合反应，产物在10分钟内以高达98％的收率得到（方案1））[48]。

然而，Guillena和Nájera与同事（方案2a）在2008 年报道了不对称形式的机械化学醛醇缩合反应。在无溶剂条件下，各种酮和醛之间的反应使用（S） - 二聚体的组合进行-L-Pro（A，5mol％）和苯甲酸（10mol％）作为有机催化剂[49]。

Juaristi及其同事在无溶剂机械研磨中研究了（S） - 脯氨酸 - （A'） - 催化的不对称羟醛反应（方案2b）的α，α-二肽衍生物的机理方面[50]。通过改变芳族醛上的电子密度，观察到缺电子的醛提供了比富电子系统更好的产率和优异的立体选择性。观察结果表明，贫电子芳香醛与有机催化剂芳环之间的π-π堆积相互作用对于优异的产率和选择性起着至关重要的作用。显然，无溶剂体系增强了过渡态的刚性，以在机械化学活化下进行更多选择性反应。

通常使用强碱如NaOH，KOH，NaOEt等作为催化剂，用于将1,3-二羰基化合物迈克尔加成到α，β-不饱和酮中。2004年，Wang和同事首次报道了使用弱碱K 2 CO 3对1,3-二羰基化合物与查耳酮和氮杂萘酮的机械化学迈克尔反应（方案3）。迈克尔加合物在10-60分钟内在高速振动研磨机（HSVM）中以良好至优异的产率（76-99％）分离[51]。