概要
Q-Tube又称为Q-Tube反应器 (Q-Tube reactor)或Q-Tube压力反应器 (Q-Tube pressure reactor)[1]，是美国Q Labtech公司设计的一种用于实验室高压化学 (High Pressure Chemistry, HPC)研究的反应装置(Fig 1.)。该装置价格低廉，具有压力释放系统 (pressure-release system)与再密封系统 (reseal system)[1]。同时，与高压反应实验中常用的封管 (sealed tube, Fig 2.)以及反应釜 (autoclave, Fig 3.)相比，能够有效避免因反应装置超压而产生的爆炸事故，因此，操作更加安全[1]。
同时，研究表明，Q-tube能够有效地完成一些在微波条件下速率较慢甚至无法进行的反应。而且，该反应器尤其适用于溶剂无法吸收微波的情况，并能够加快反应进行，减少副反应发生，极大提高反应收率与反应过程的原子经济性[1]-[25]。因而，与微波合成仪 (microwave synthesizer)相比，Q-tube更加高效，并符合绿色化学的设计理念。之后，Q Labtech公司将Q-Tube与Fisher-Porter反应器 (Fisher-Porter reactor, Fig 4.)以及Fisher-Porter型充气体系 (Fisher-Porter type purging system, Fig 5.)结合，对Q-Tube装置进行进一步改进 (Fig 6.)，从而顺利将Q-tube反应器应用于氢化反应以及需要充入其它气体的高压反应 (gas-filled pressurized reaction, Fig 7.)。
此外，Q Labtech公司开发出Q-平行合成仪 (Q-Parallel Synthesizer, Fig 8.)，进而使相关反应条件的优化筛选变得更加便捷。目前，Q-Tube反应器已经广泛应用于一系列相关有机合成方法学的实验室研究[1]-[25]，主要涉及氢气[1]、乙烯[2]-[3]、氨[4]、氧气[5]等气体参与的有机合成转化、过渡金属试剂参与的相关反应方法学[1]-[3], [5]-[9]、MCR (multi-component reaction)[4], [9]-[15]、各类杂环体系的构建[4]-[22]、芳香酮的合成[23]、聚合反应[24]以及与药物分子构筑[6]-[7], [16], [25]等方面。 本期小编主要介绍Q-Tube反应器的基本组成部件与该反应器在有机合成方法学中的应用实例。而Q-Tube反应器中，每一部件的具体作用以及Q-Tube反应器的实验操作步骤，小编将在下期详细介绍。
基本文献
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目前，商品化的Q-Tube反应器主要有以下两种类型：(1) 常规Q-Tube 反应器( Fig 9.): 无法连接高压气体填充装置，因此不能用于高压气体参与的反应 (2) Fisher-Porter型Q-Tube反应器 (Fig 10.): 该反应器连接有高压气体填充装置与压力表，因此，能够适用于一系列高压气体参与的反应。
实验室应用实例
环酮的α-乙基化[1]
呋喃醛的去氧氢化 (hydrodeoxygenation)[2]
乙烯气体参与的C-H键官能团化[3]
1,4-DHP的合成[4]
咔唑的合成[5]
Ullmann反应[6]
Buchwald-Hartwig反应[6]
亚胺的合成[7]
CDC (cross dehydrogenative coupling)反应[8]
Biginelli反应[9]
四组分反应[10]
吡嗪并[5,4,3-de][1,6]萘啶的合成[11]
2,3-二氢喹唑啉-4(1H)-酮的合成[12]
噻唑并[4,5-c]吡嗪的合成[13]
吡咯并[1,5-a]嘧啶衍生物的合成[14]
取代噻喃并[2,3-b:6,5-bʹ]双吲哚的合成[15]
呋喃醛与醇的烯基化[16]
烯醇醚的合成[17]
Bucherer反应[18]
茚酮的合成[19]
Skraup喹啉合成[20]
参考文献
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