研究背景：据国际能源署的预测，全球氢能市场规模到2030年将达到3000亿美元，离子交换膜单体市场也将突破50亿美元。乙烯基芳烃单体（如苯乙烯、噻吩和呋喃）因其卓化学稳定性，成为提升膜性能的重要材料。但其传统合成方法由于成本高昂、放大困难及安全风险，限制了其应用推广。针对这一问题，英国萨里大学化学与化学工程学院Burrell、Varcoe与Whelligan团队提出了一种基于连续流动化学的创新合成路径，该方法通过流动化学技术实现了乙烯基芳烃单体安全便捷的放大生产，并通过快速反应优化显著提高了产率和效率。 研究过程与思路
1.传统方法
作为阴离子交换膜共聚物的潜在改性单体，2-乙烯基噻吩需求量不断增加。作者对2-乙烯基噻吩的连续流合成进行了深入研究。01传统方法Wittig反应：团队首先尝试流动Wittig反应（图1）。尽管优化多种条件（温度、时间、Diglyme量、碱量），GCMS分析显示产物2-乙烯基噻吩与原料醛的峰面积比最高仅57%，无法突破50%转化率瓶颈，且预混溶液稳定性差。
Peterson烯化：替代路线Peterson烯化，虽在批次文献中报道较高收率（71-87%），但涉及高活性格氏试剂制备与操作，放大时存在安全与传质/混合效率风险。
2.连续流工艺设计
研究团队采用连续流Peterson烯化路线，重点突破在于实现Grignard试剂的安全、高效原位生成及反应（图2），并通过精确的条件控制和在线淬灭，优化了反应效率与稳定性。
模块1：连续流格氏试剂生成器
装置：采用玻璃柱反应器，填充镁屑，配备不锈钢滤网替换PTFE滤芯防止堵塞。借鉴Hoz/Alcazar方法并优化实现镁活化，使用流动反应器样品环精确泵入活化液。此连续流活化解决了批次活化沉淀多、重复性差的问题，且阀切换杜绝空气/水分进入以确保活化效率。
模块2：连续流加成与烯化反应生成的Grignard试剂流(5)与醛溶液通过T型接头混合，进入40°C管式反应器，形成氧镁中间体(6)，完成加成。
该工艺实现了消除与淬灭一体化，即反应产物与在线加入的2M H₂SO₄水溶液混合。酸可以同时实现三重功能：1)淬灭氧镁；2)酸催化β-消除生成目标烯烃；3)溶解镁盐。
实验通过流动化学技术，优化了格氏试剂生成及维蒂反应与Peterson烯化的连续操作流程。精确的流速、停留时间和反应条件控制，以及系统化的产物纯化流程，确保了高效、安全的目标产物合成。
团队成功开发了连续流Peterson烯化平台，实现了关键单体高效、安全、可放大的合成：
高效合成核心单体：在37克规模上，以93%收率获得目标产物2-乙烯基噻吩(3)。该收率显著优于文献报道的批次Peterson烯化方法（71%,87%,60%）。
放大性与安全性：连续流运行时间达68小时，证明了工艺的稳健性。格氏试剂在密闭系统中原位生成和使用，极大降低了高活性试剂操作的风险。
3.底物拓展性验证
成功应用于非极性/弱极性芳烃：2-乙烯基呋喃(12,43%收率含杂质)、4-乙烯基苯甲酸甲酯(14,78%收率)。
值得注意的是，酯基(14)在40°C下10分钟内耐受过量Grignard试剂(1.25当量)。
总结与展望
作者研究团队开发了一种基于连续流动化学的Peterson烯化反应路线，为高效合成非极性初级乙烯基芳烃单体（如噻吩、呋喃和取代苯）提供了可放大的解决方案。通过优化反应条件和创新性设计，该方法克服了传统批量合成的局限性，展现了以下显著成果：连续流动化学平台具备高安全性和易于放大的特点，为高价值乙烯基芳烃单体的工业化生产提供了切实可行的解决方案。通过以经济型醛类前体替代昂贵的乙烯基芳烃，显著降低了生产成本，同时推动了材料应用（如电解槽离子交换膜）的开发。
参考文献：ACS Omega 2025,10,17887−17897
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