流動(dòng)化學(xué),又名持續工藝或連續流動(dòng)化學(xué)。這是一種在連續流動(dòng)的流體中進(jìn)行的化學(xué)過(guò)程。由于流動(dòng)化學(xué)的內在設計,可以達到批次反應無(wú)法安全達到的反應條件,同時(shí)杜絕了批次之間產(chǎn)物的差異性。具有產(chǎn)物品質(zhì)更高、雜質(zhì)更少、反應循環(huán)時(shí)間更快的優(yōu)勢?,F如今作為化學(xué)領(lǐng)域里的新興技術(shù),流動(dòng)化學(xué)技術(shù)在逐漸取代傳統的合成制備工藝,被廣泛應用于化學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)工程、藥物合成、材料制備等眾多領(lǐng)域。
流動(dòng)化學(xué)的優(yōu)勢
?、倬_的溫度控制(-100 ℃ to 250 ℃ );
比表面積大,熱轉移效果好;反應器中的溫度均勻(不像批式反應器中有梯度);反應響應和控制更快更有效。
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超快混合,重現性好:流動(dòng)通道直徑小,創(chuàng )造層流條件;擴散混合快速、高效、重現性好。
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產(chǎn)物*與反應物分離,無(wú)過(guò)度反應。
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提高反應速率 根據Arrhenius定律,反應速率根據溫度的提高成指數增加。
溫度每增加10度,反應速率提高一倍。
流動(dòng)化學(xué)系統易于加壓,可加熱到溶劑沸點(diǎn)以上,這稱(chēng)作: super-heating。
反應快速,并且能完成先前不易進(jìn)行的反應。根微波類(lèi)似。
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更安全地使用危險試劑:實(shí)際反映的體積很小(通常<50ml);優(yōu)異的熱轉移可以快速地散熱,確保溫度穩定;幾乎所有的試劑均能使用;減少人為的操作,降低了風(fēng)險。
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關(guān)鍵點(diǎn)仍保持一致:停留時(shí)間、投料比、溫度、壓力。
停留時(shí)間=反應體積/總流速
快速混合,精確的溫度控和停留時(shí)間確保良好的重現性。
放大-克級: 加大反應器體積或增加停留時(shí)間;百克級: 提高反應器體積,串聯(lián)反應器,增加停留時(shí)間或三者結合;千克級: 需要工業(yè)級別的工程師提供協(xié)助。
?、咭子谶M(jìn)行多相反應;
固相、液相和氣相均可作為反應物:對于固體,無(wú)需過(guò)濾;對于氣體,使用量小,提高了安全性。
?、嗫梢痪€(xiàn)完成多步反應;
可順序進(jìn)行多步反應:無(wú)需像批式反應那樣處理反應釜中的所有物質(zhì)才能得到產(chǎn)品(溶劑中的產(chǎn)品可立即用到下一步反應);反應器可以次序排列;整個(gè)系統可自動(dòng)調整流速和反應時(shí)間。
?、嵋子谧詣?dòng)化;
?、庹嫉匦?。非常緊湊;模塊化。