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综述[多相连续流反应器在气体处理中的应用] 下

2025-03-03

前言:API和高级精细化学品的生产传统上依赖间歇反应釜,由于安全性和效率方面的限制,使得间歇反应釜难以高效的进行多相反应,利用气态试剂在常规间歇设备中生产API产品仍是一项科学难题。

连续流反应器具有更大的比表面积、更好的传质和传热、尺寸更小、危险物料的总库存量相对较低、快速换热降低了热点形成的可能性以及实现了无缝放大等优点,从而本质上提高了安全性,这使得像氧气这样的危险气体得以使用,也由于其更好的混合效果,也提高了光化学多相反应中光子的可用性,连续流反应器的应用促使气体处理技术迅速发展,该技术为药品生产提供了更短、原子经济性更好的合成路线,作者对2016年以来连续流技术在气体处理和API中的应用进行综述。

管式膜反应器及其应用

Ley团队开发了管式膜反应器,以解决传统间歇反应器固有的局限性,其中应用最广泛的是“tube-in-tube”反应器,它由一个较小的透气管置于一个较大的不透气管内构成,其内管通常由特氟龙AF-2400制成,该材料允许较小气体分子穿过膜与液相试剂反应或使溶剂饱和。




Wu等人使用管式膜反应器,利用NH3在高温下连续胺化:



Koolman等人使用管式膜反应器,连续生成和吸收重氮甲烷:



降膜反应器及其应用

降膜反应器(FFMR)是一种基于薄液层能提高界面接触面积和缩短扩散距离原理而设计的反应器,液相在重力作用下经微通道形成薄层(<100um),而气相可以并流或逆流流动。



Oelgemoller等人利用FFMR对α-萜品烯进行光氧化生成氧合产物,实现了2.5~3.2 molL-1h-1产能,这大约是釜式工艺(0.9~1.2 molL-1h-1)产能的2倍,反应选择性保持75~80%:



此外,文中还介绍了旋转连续流反应器、固定床反应器及在其中的应用,如读者有兴趣,可在原文中详细阅读。


结束语:连续流技术实现了包括气态试剂在内的诸多转变,而这些气态试剂在间歇条件下要么被认为危险性过高,要么被认为效率过低。将气体与连续流技术相结合,是推动化学工业朝着更安全、更环保的工艺方向发展的一个强有力的手段。


文献来源:Angew. Chem. Int. Ed. 2024,63,e202316108


作者:Annechien A.H.Laporte,Tom M. Masson,Stefan D. A. Zondag, and Timothy Noel(阿姆斯特丹大学连续流小组)

分享原文:https://doi.org/10.1002/anie.202316108


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企业介绍:

安微™连续流技术是一家专注于微反应器和流动化学应用技术开发的高新技术企业。可为医药和精细化工领域的企业提供微反应连续流工艺开发到工业化装置制造的“一站式”“交钥匙”服务。主要服务于国内外的医药与精细化工企业的研发和生产项目,帮助开发和改善工艺,实现更安全,更环保,更高效的工业化生产,在连续化工艺开发与工业化中具有足够的经验。

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