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分子内反应特点

分子内反应涉及同一分子内官能团的反应，与分子间反应相比，其反应的特点通常包括如下几点：

（1）局部性：反应发生在分子的特定部分，不涉及分子间的相互作用。

（2）选择性：分子内反应往往具有高度的选择性，特定的反应基团或原子参与反应。

（3）快速性：由于反应发生在分子内部，没有扩散过程，反应通常非常快速。

（4）协同性：分子内反应可能涉及多个原子或基团的协同作用。

（5）立体效应：分子内反应受到分子立体结构的影响，立体效应可能影响反应的速率和产物的选择性。

（6）热力学和动力学特性：分子内反应的热力学和动力学特性可能与分子间反应不同，因为它们受到分子内部环境的影响。

（7）控制机制：分子内反应可能受到分子内部结构的控制，例如通过分子内氢键或电子效应。

（8）反应路径：分子内反应可能通过特定的路径进行，例如通过分子内质子转移或电子转移。

在微反应器装置中可以实现快速混合和不稳定中间体的精准捕获，为化学家提供获得分子内更好或特定反应选择性的手段。

涉及到分子内反应的案例

Yoshida团队研究了流动反应中2-锂-2 '-(三甲基硅基)联苯的分子内和分子间反应。最开始他们证明了2,2 '-二溴联苯115的单锂化和TMSCl捕获反应在0°C下运行良好（如下图所示），在传统的间歇釜式工艺中需要-78℃的温度。在较高温度（20°C）下的第二次锂化反应以94%的收率得到了环化产物116。当第二次锂化在-40°C下进行时，用异丙氧硼酸蒎醇酯在0.53s内捕获，以71%的收率得到产物117。该方法表明，在短停留时间（<1s）、快速混合和温度控制下，可以抑制分子内反应。

阴离子Fries重排反应（下图所示）是有机合成中常见的另一种分子内反应。利用间歇釜式工艺捕获阴离子中间体是不可能的，因为即使在低于-90°C的温度下重排也会迅速发生。

最开始，Kim研究团队考虑通过改造不锈钢T型混合器来改变流动反应条件下的反应选择性。最大的不锈钢微反应器（628ms停留时间）以91%的收率合成Fries重排产物119。减少微反应器的体积（4ms的停留时间）产生所需的分子间产物118，对氨基甲酸酯衍生物的选收率为84%，选择性为96%。酯类反应的难度较大，在相同条件下，产率仅为67%。由于T型混合器的停留时间被限制在几毫秒内，Kim和同事们模拟、构建并测试了一种微流体装置，该装置在不到一毫秒的时间内实现了95%的混合。利用计算流体力学测试混合效率表明，3D蛇形微通道结构（下图所示）是唯一能在0.3ms内诱导充分混沌混合并达到95%混合的设计。该反应器是用紫外激光烧蚀法将六层聚酰亚胺薄膜热结合而成。在该微反应器中，氨基甲酸酯的产率分别达到91%和86%。在此条件下，有4种氨基甲酸酯和11种酯发生反应，产率为61~98%。驱虫药化合物afesal 120达到67%的收率，证明了该技术在合成生物活性化合物方面的潜力。