背景介绍:有机电化学合成技术为精细化学品和活性药物分子的合成提供了一种绿色环保、符合可持续发展理念的手段。目前已经开发出来一系列电化学反应装置用于提高筛选通量并降低操作难度,然而这些装置并没有完全解决电化学反应操作繁琐、反应器结构复杂、难以适用于自动化高通量筛选等挑战。近日浙江大学莫一鸣老师团队针对这些挑战开发了一种基于无线电能传输的电化学筛选技术(Wi-eChem),大幅度提高了电化学反应的可操作性。

本文亮点:1. 本工作报道了一种基于无线电能传输的电化学装置(Wi-eChem),核心是一个微型无线电化学磁力搅拌子(Wi-eChemStir),通过在Wi-eChemStir上安装电极并使用无线电能传输替代导线供电的方式,允许化学家以类似于传统有机反应的方式执行电化学反应。2. 通过电化学羧基醚化、电化学还原烯烃-酮偶联和电化学镍催化氧化等一系列电化学合成反应展示了Wi-eChem系统进行有机电化学合成的通用性。3. 由于电化学合成操作的显著简化,本工作还构建了以Wi-eChem系统为关键部件的全自动电化学合成平台,以实现电化学合成参数的高通量筛选。

本工作所展示的无线电化学合成技术变革了电化学反应的方式,利用开源低成本的3D打印结构零件和PCB电子元件,实现装置的微型化,可用于毫升级电化学反应,大幅度提高电化学反应筛选的效率。该技术概念验证为将其它先进的微电子器件集成到微型无线磁力搅拌子中提供了可行路径,以实现过程分析技术(PAT)对反应进行监测。