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流动化学的优势介绍

1.什么是流动化学?

流动化学中,反应试剂通过吸入反应器中,产物持续流出。

微流控芯片流动化学

2.批式和流动的区别

批式和流动的区别

传统的合成方法

一锅煮的做法

反应彻底结束后经过后处理,才能获得产品

关键因素:浓度、混合、温度、反应时间

流动化学

新技术

反应试剂持续流到反应器中

试剂在流动反应器中混合反应

产物持续从反应器中流出

关键因素:流速、混合、温度、停留时间

3.流动化学的类型

同相流动化学:同种液-液反应两种液-液反应

异相流动化学:固液反应、气液反应、气-液-固反应

异相流动化学:固液反应气液反应-液-固反应

4.流动化学优势

精确的温度控制(-100 ℃ to 250 ℃ )

比表面积大,热转移效果好反应器中的温度均匀(不像批式反应器中有梯度)反应响应和控制更快更有效。

混合快速

超快混合,重现性好流动通道直径小,创造层流条件扩散混合快速、高效、重现性好。

流动化学快速混合 - 微反应器

清洁的反应

产物完全与反应物分离,无过度反应

微反应器清洁的反应

快速的反应

提高反应速率 根据Arrhenius定律,反应速率根据温度的提高成指数增加:

提高反应速率 根据Arrhenius定律,反应速率根据温度的提高成指数增加

温度每增加10度,反应速率提高一倍。

流动化学系统易于加压,可加热到溶剂沸点以上,这称作: super-heating

流动化学系统易于加压,可加热到溶剂沸点以上,这称作: super-heating。

反应快速,并且能完成先前不易进行的反应。根微波类似。

可安全的使用活性或有毒试剂

更安全地使用危险试剂实际反映的体积很小(通常50ml);优异的热转移可以快速地散热,确保温度稳定几乎所有的试剂均能使用减少人为的操作,降低了风险

易于放大

关键点仍保持一致:停留时间、投料比、温度、压力。

停留时间=反应体积/总流速

快速混合,精确的温度控和停留时间确保良好的重现性。

放大-克级: 加大反应器体积或增加停留时间百克级: 提高反应器体积,串联反应器,增加停留时间或三者结合千克级: 需要工业级别的工程师提供协助

易于进行多相反应

固相、液相和气相均可作为反应物对于固体,无需过滤对于气体,使用量小,提高了安全性

可一线完成多步反应

可顺序进行多步反应无需像批式反应那样处理反应釜中的所有物质才能得到产品溶剂中的产品可立即用到下一步反应);反应器可以次序排列整个系统可自动调整流速和反应时间

易于自动化

占地小

非常紧凑模块化

5.流动化学需要哪些模块?

获得持续流动的溶液/试剂流速的精度和泵的耐化学腐蚀性很关键

混合器让试剂混合可以用简单的T型交叉,也可用更高级的微混合芯片进行超快速混合。

• 反应器就是反应发生的地方根据所做反应的不同有不同形状和材质的反应器,但所有的反应器直径都很小。

• 背压调节器给系统加压由此可以加热到溶剂沸点以上的温度。(又叫做 ‘super-heating’)

• 其它选项如收集器、定量环和控制软件等等。



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