流动式微波反应装置MR型应用案例

流动式微波反应装置MR-2G-100是一款可以通过微波进行高效加热的微波反应装置。通过持续监控微波照射状态并形成稳定的驻波(加热区域)，不仅实现了极性溶剂,还实现了非极性溶剂的高速加热。在反应管的中心轴形成强力均匀的加热区域,非常适合流动反应体系。

氢气作为新一代清洁能源备受关注。近日作者使用流动式微波反应装置（EYELA, MR-2G-100）通过甲基环己烷提供氢源（还原剂）Pt/CB（铂负载在碳球）化学选择性催化氢化部分炔烃、烯烃、硝基化合物、苄基酯化物和芳族氯化物（title: Pt/CB-Catalyzed Chemoselective Hydrogenation Using In Situ-Generated Hydrogen by Microwave-Mediated Dehydrogenation of Methylcyclohexane under Continuous-Flow Conditions. Catalysts 2024, 14, 384.），如图一。

表1考察三种贵金属催化剂和不同负载量的重金属在微波辅助连续流（MW at max 20W，max 140 ℃，流速0.25 mL/min将0.25 mmol 4-苯基-3-丁烯-2-酮置于1 mL甲基环己烷中），选用石英材质反应柱并填充80 mg催化剂）下选择性催化还原4-苯基-3-丁烯-2-酮中的烯基、羰基的性能。选用负载量5% Pt/CB催化剂可得到87%收率的4-苯基-2-丁酮。

表2考察了反应柱温度、底物浓度对微波辅助连续流4-苯基-3-丁烯-2-酮选择性催化还原的影响（MW at max 20W，120 ℃/130 ℃/140 ℃/150 ℃，流速0.25 mL/min将0.25mmol 或0.05mmol 4-苯基-3-丁烯-2-酮置于1 mL甲基环己烷中，5%Pt/CB(80 mg)填充在反应柱内）。反应温度的升高促进了乙苯的生成（副产物）。降低底物浓度可增加产物4-苯基-2-丁酮收率，降低副产物乙苯的生成。而在反应温度120 ℃、底物浓度0.05M下副产物收率有增加明显，这可能是由于较低温度不利于甲基环己烷脱氢，提供还原氢源。

流动液相中添加部分助溶剂异丙醇可促进底物的溶解。由于异丙醇可吸收微波能量也可替催化剂碳球消散一部分微波产生的热量。抑制碳碳键热裂解的发生。从图2可知通过热成像仪检测反应柱温度使用纯甲基环己烷实际反应柱内温度明显大于设定值。而使用甲基环己烷/异丙醇（19:1）混合溶剂后反应柱内温度小于设置值。这也进一步说明共溶剂异丙醇能分散催化剂载体的热量，抑制热裂解造成的副产物生成。

使用上述反应工艺（底物浓度0.0125-0.05 M，甲基环己烷/异丙醇（19:1），流速0.25 mL/min，5% Pt/BC 80 mg，设置温度140 ℃）进一步考察反应底物。4-苯基-3-丁烯-2-酮可100 % 转化为4-苯基-2-丁酮。二苯乙炔可100 %转化成97 %收率的1,2二苯基乙烷和3 %收率的蒽。3-苯基丙酸苄酯100 %转化成100 %收率的3-苯基丙酸。1-硝基萘100 %转化成100 %收率的萘。1-氯代萘100 %转化成100 %收率的萘。