Síntesis microgoteo preparativa de ácidos carboxílicos a partir de la oxidación aeróbica de aldehídos

Las reacciones de fase líquida única y de fase líquida-líquida en microgotas han mostrado cinéticas mucho más rápidas que en la fase a granel. Este trabajo amplía el alcance de las reacciones en microgotas a reacciones gas-líquido y logra una síntesis preparativa. Informamos sobre la oxidación aeróbica altamente eficiente de aldehídos a ácidos carboxílicos en microgotas. El oxígeno molecular desempeña dos roles: (1) como gas de recubrimiento para descomponer la solución de aldehído en microgotas, y (2) como el único oxidante. El dramático aumento de la relación superficie-volumen de las microgotas en comparación con la solución a granel, y la mezcla eficiente de las fases gaseosa y líquida utilizando boquillas de pulverización permiten una transferencia de masa efectiva entre los aldehídos y el oxígeno molecular. Se ha demostrado que la adición de acetato de níquel(II) acelera aún más las reacciones en microgotas de este tipo. Mostramos que los aldehídos alifáticos, aromáticos y heterocíclicos pueden ser oxidados a los correspondientes ácidos carboxílicos en una mezcla de agua y etanol utilizando el catalizador de acetato de níquel(II), con rendimientos moderados a excelentes (62-91%). La síntesis en microgotas se escala para hacerla preparativa. Por ejemplo, la oxidación aeróbica de 4-tert-butilbencaldehído a ácido 4-tert-butilbenzoico se logró a una tasa de 10.5 mg min-1 con un rendimiento de producto aislado del 66%.