一,、引言

幾乎每一種化學(xué)合成過程都能從微波加熱中受益，其優(yōu)勢包括縮短反應(yīng)時間,、減少廢物產(chǎn)生和提升產(chǎn)品純度,。在小分子合成領(lǐng)域，微波輻射技術(shù)取得了顯著的成就,；無論是重排反應(yīng)還是過渡金屬催化,，微波都證明了自己是一種高效且有效的合成工具。進行氫化,、羰基化等需要氣態(tài)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)變雖然可行,，但這依賴于通常過量的試劑來現(xiàn)場生成氣體，這種做法降低了原子利用率,，使產(chǎn)品純化過程變得復(fù)雜,，并且會導(dǎo)致容器內(nèi)壓力迅速上升。然而,，Discover SP™ 微波的氣體添加套件（圖1）使得能夠安全,、簡便且直接地使用氣態(tài)試劑進行微波輻照。

圖1：配備氣體添加套件的CEM Discover SP微波反應(yīng)器

為了展現(xiàn)微波輔助合成中添加氣態(tài)試劑的簡便性,，研究人員開發(fā)了一種以4-硝基苯酚為原料,，通過兩個步驟合成常見止痛藥乙酰氨基酚的方法（圖2）。利用氣體添加套件,，完成了4-硝基苯酚的氫化反應(yīng),，隨后通過對所得4-氨基苯酚進行乙酰化,，成功制備了乙酰氨基酚,。

圖2：從4-硝基苯酚合成乙酰氨基酚的過程

二,、材料和方法

試劑

實驗所需的醋酸酐、乙酸乙酯,、己烷,、4-硝基苯酚以及碳載鈀(10 wt. %)均購自西格瑪奧德里奇公司（美國密蘇里州圣路易斯市）。

實驗步驟

首先,，在一個經(jīng)過烘箱干燥（180 °C）的10毫升反應(yīng)容器中,，配備攪拌磁子，依次加入4-硝基苯酚（140毫克,，相當于1.0毫摩爾,，1.0當量）、碳載鈀(10 wt. %,，10毫克,，相當于0.01毫摩爾，1.0 mol %)和乙酸乙酯（2.0毫升）,。緊接著，將該容器置于Discover SP微波反應(yīng)器的腔體內(nèi),，并安裝氣體添加套件的衰減器蓋組件,。容器經(jīng)過三次H₂（5 bar）吹掃后，加壓至5 bar,，在150瓦特的功率下加熱至80 °C,。十分鐘之后，再次向容器內(nèi)充入H₂（5 bar）,，并在80 °C下繼續(xù)加熱十分鐘,。待反應(yīng)液冷卻至室溫后，將其轉(zhuǎn)移到一個新的10毫升反應(yīng)容器中,，此容器同樣配備了攪拌磁子,，并用乙酸乙酯（1.0毫升）洗滌原容器。

轉(zhuǎn)移完畢后,，向新容器中加入醋酸酐（0.19毫升,，相當于2.0毫摩爾，2.0當量）,，并使用聚四氟乙烯襯里的硅膠帽將容器密封,。然后將該容器再次放入Discover SP微波反應(yīng)器的腔體中，在100瓦特的功率下將反應(yīng)液加熱至60 °C,，并持續(xù)5分鐘,。待反應(yīng)液冷卻至室溫后，直接將其加載到硅膠柱上,，使用乙酸乙酯與己烷（2:1）的混合溶劑進行洗脫,，最后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)進行濃縮,。

三、結(jié)果

通過這種合成方法,，我們成功獲得了白色固體狀的乙酰氨基酚,，產(chǎn)率達到了63%（95毫克，0.63毫摩爾）,。

四,、結(jié)論

利用配備了氣體添加套件的 Discover SP 微波反應(yīng)器，我們順利地通過氫化/乙?；瘍刹胶铣煞ㄖ苽淞艘阴０被?。首先，在微波輔助下,，通過加入 H₂ 氣體進行了鈀催化的4-硝基苯酚還原反應(yīng),，得到了4-氨基苯酚。隨后,，使用醋酸酐對所得到的自由胺實施了乙?；⒃谖⒉ㄝ椪諚l件下生成了乙酰氨基酚,。經(jīng)過一個簡單的提純步驟后,，我們以 63% 的產(chǎn)率將其分離出來。從4-硝基苯酚的初次氫化到乙酰氨基酚的最終提純,，整個合成過程僅用了不到90分鐘就完成了,，相比傳統(tǒng)的硝基芳烴氫化反應(yīng)，節(jié)省了70%的時間,。此外,，配備了氣體添加套件的 Discover SP 為用戶提供了一種安全簡便的氣態(tài)試劑添加手段，避免了與傳統(tǒng)合成方法關(guān)聯(lián)的潛在危險,，如使用 H₂ 球等,，同時也證明了這是一種快速、高效,、安全的化學(xué)合成實用工具,。

五、引用

(1) Hayes, B. L. Aldrichimica ACTA 2004, 37, 66–76.

(2) Lahred, M.; Moberg, C.; Hallberg, A. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 717–727.

(3) Vanier, G. Synlett 2007, 1, 0131–0135.

(4) Menard, D.; Niculescu-Duvaz, I.; Dijkstra, H. P.; Niculescu Duvaz, D.; Suijkerbuijk, B. M. J. M.; Zambon, A. Nourry, A.; Roman, E.; Davies, L.; Manne, H. A.; Friedlos, F.; Kirk, R.; Whittaker, S.; Gill, A.; Taylor, R. D.; Marais, R.; Springer, C. J. J. Med. Chem. 2009, 52, 3881–3891.