前言:API和高級精細化學品的生產傳統上依賴間歇反應釜,由于安全性和效率方面的限制,使得間歇反應釜難以高效的進行多相反應,利用氣態試劑在常規間歇設備中生產API產品仍是一項科學難題。
連續流反應器具有更大的比表面積、更好的傳質和傳熱、尺寸更小、危險物料的總庫存量相對較低、快速換熱降低了熱點形成的可能性以及實現了無縫放大等優點,從而本質上提高了安全性,這使得像氧氣這樣的危險氣體得以使用,也由于其更好的混合效果,也提高了光化學多相反應中光子的可用性,連續流反應器的應用促使氣體處理技術迅速發展,該技術為藥品生產提供了更短、原子經濟性更好的合成路線,作者對2016年以來連續流技術在氣體處理和API中的應用進行綜述。
管式膜反應器及其應用
Ley團隊開發了管式膜反應器,以解決傳統間歇反應器固有的局限性,其中應用最廣泛的是“tube-in-tube”反應器,它由一個較小的透氣管置于一個較大的不透氣管內構成,其內管通常由特氟龍AF-2400制成,該材料允許較小氣體分子穿過膜與液相試劑反應或使溶劑飽和。
Wu等人使用管式膜反應器,利用NH3在高溫下連續胺化:
Koolman等人使用管式膜反應器,連續生成和吸收重氮甲烷:
降膜反應器及其應用
降膜反應器(FFMR)是一種基于薄液層能提高界面接觸面積和縮短擴散距離原理而設計的反應器,液相在重力作用下經微通道形成薄層(<100um),而氣相可以并流或逆流流動。
Oelgemoller等人利用FFMR對α-萜品烯進行光氧化生成氧合產物,實現了2.5~3.2 molL-1h-1產能,這大約是釜式工藝(0.9~1.2 molL-1h-1)產能的2倍,反應選擇性保持75~80%:
此外,文中還介紹了旋轉連續流反應器、固定床反應器及在其中的應用,如讀者有興趣,可在原文中詳細閱讀。
結束語:連續流技術實現了包括氣態試劑在內的諸多轉變,而這些氣態試劑在間歇條件下要么被認為危險性過高,要么被認為效率過低。將氣體與連續流技術相結合,是推動化學工業朝著更安全、更環保的工藝方向發展的一個強有力的手段。
文獻來源:Angew. Chem. Int. Ed. 2024,63,e202316108
作者:Annechien A.H.Laporte,Tom M. Masson,Stefan D. A. Zondag, and Timothy Noel(阿姆斯特丹大學連續流小組)
分享原文:https://doi.org/10.1002/anie.202316108
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企業介紹:
安微?連續流技術是一家專注于微反應器和流動化學應用技術開發的高新技術企業。可為醫藥和精細化工領域的企業提供微反應連續流工藝開發到工業化裝置制造的“一站式”“交鑰匙”服務。主要服務于國內外的醫藥與精細化工企業的研發和生產項目,幫助開發和改善工藝,實現更安全,更環保,更高效的工業化生產,在連續化工藝開發與工業化中具有足夠的經驗。