微通道连续流反应器在有机合成中的应用——系列一

微通道连续流反应器在有机合成中的应用——系列一

深圳市一正科技有限公司

Chemtrix

用微通道连续流反应器进行有机合成反应的研究已经成为微流控制和合成化学领域当中一个新的研究热点。同常规反应容器（如烧瓶、反应釜）中进行的间隙式化学反应相比，微通道反应器具有以下特点：

（1）提高传质效率、缩短反应时间：

由于反应器中微通道的宽度和深度比较小，一般为几十到几百微米，大大缩短了反应物料间的扩散距离，加快了传质速度，在连续流动的过程中使反应物料在很短时间内充分混合。

（2）比表面积远大于传统反应釜（100倍或更高）：

微通道的比表面积一般为5000-50000m²/m³, 而在传统反应釜中，比表面积仅约为100 m²/m³。因为较大的比表面积，因此具有很大的热交换效率（若为碳化硅材质，效率更高，如Chemtrix 的Plantrix、Protrix等系列产品）。即使是剧烈的放热反应，瞬间释放出大量反应热也能及时移出，从而维持反应温度在所需的安全范围内。由于反应物料总量少，传热传质很快，特别适用于研究异常激烈的合成反应而避免爆炸的危险（如硝化反应、加氢反应、溴化反应等）。

（3）化学药品耗用量少、绿色环保：

在微通道连续流反应器中进行有机合成反应时，需要反应物用量甚微，不但能减少昂贵、有毒、有害反应物的用量，而且反应过程中产生的环境污染物也极少，实验室基本无污染，是一种环境友好、合成研究新物质的技术平台（如Chemtrix的Labtrix、KiloFlow系列产品的反应器，从微升到升）。

（4）产品易于检测：

反应后得到产物的量与近代分析仪器（如GC、GC-MS、HPLC及NMR）的进样量相当（微升级），从而使近代分析仪器可直接用于在线监测反应的进程，大大提高了研究合成路线和条件筛选的速度。

（5）催化效率高：

可以将各种催化剂固定在反应芯片微通道中，得到高比表面积的微催化床，以提高催化效率。

（6）反应易于控制、开发：

在微通道连续流反应器中进行有机合成反应时，反应物的配比、温度、压力、停留时间及流速等反应条件均易控制。反应物在流动过程中发生反应，浓度不断降低，生成物浓度不断提高，副反应较少。

（7）精准控制反应时间：

在微通道连续流反应器中进行反应，即使对于反应速度很快的化学反应，也可以通过调节流速和微通道的体积精确控制反应时间。

随着微加工技术的不断发展，由微传感器、微热交换器、微混合器、微分离器、微反应单元、微流动装置等组成的集成系统、在合成反应研究中受到越来越多的关注。并且微流控模块（芯片）高温量、大规模、平行性等特点使多个或大量微反应器的集成化与平行操作成为可能，从而提高了合成新物质、筛选新药物的效率，大幅度地降低了研究、生产成本。

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