代表制藥工藝綠色化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一的技術(shù)是流動(dòng)化學(xué)(Flow Chemistry),近幾年該技術(shù)在原料藥工藝研發(fā)及生產(chǎn)領(lǐng)域的應用率增速顯著(zhù)。作為原料藥傳統間歇工藝的重要補充,該技術(shù)在賦能危險反應、激發(fā)工藝潛能以及釋放產(chǎn)能等方面表現,并且從安全、質(zhì)量、速度和成本等角度全面的助力新藥的研發(fā)。
其實(shí)流動(dòng)過(guò)程中完成化學(xué)轉化的生產(chǎn)方式并不,早已廣泛用于石化工業(yè)和合成氨、硫酸、鹽酸、硝酸等大化工領(lǐng)域。真正讓流動(dòng)化學(xué)魅力的是小型化和智能化。流動(dòng)化學(xué)不僅僅單純指物料的流動(dòng),而是結合了微反應器Microreactor、微流控Microfluidics、芯片實(shí)驗室Lab-on-a-chip、在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測等新興技術(shù)手段的嶄新分支。
小是流動(dòng)化學(xué)的基本特征之一,換言之即精致。系統做得小是為了利用微尺寸效應(micro effect),即尺度減小時(shí)系統所呈現的性質(zhì)。比如超高的比表面積,這時(shí)系統與外界的熱交換能迅速完成、超快的混合速度,自由擴散即可實(shí)現充分混合,無(wú)需震蕩或攪拌。
流動(dòng)化學(xué)提供了一種在不停流動(dòng)的狀態(tài)下而不是在傳統的批量固定反應器中進(jìn)行化學(xué)合成的新途徑。在一個(gè)流動(dòng)系統中,一個(gè)給定的化學(xué)反應發(fā)生在一個(gè)微反應器中。這個(gè)微型系統集合了多個(gè)亞毫米微通道。反應物被不斷注入微反應器中,在其中混合、發(fā)生化學(xué)反應,產(chǎn)品也被不斷收集。微反應器的內體積往往小于1毫升。此外,單個(gè)的微反應器能被按順序固定以形成有效的微流體化工廠(chǎng)。微反應器的小尺寸提供了高表面積-體積比,使其變得比傳統的分批處理反應器能更有效地混合、更高溫、高質(zhì)量地傳遞更多,最終得到有著(zhù)更高產(chǎn)量、更少雜質(zhì)的更優(yōu)型制品。這種特性在處理高放熱(如氫化、氧化、硝化)反應和需要危險或不穩定的材料(如鹵素、一氧化碳)時(shí)很有用。此外,重要的工藝參數(如混合度、溫度、壓勵、流量、反應停留時(shí)間)都在嚴格控制之下,并允許快速參量篩選和工藝優(yōu)化。得益于小體積和高可控性,微反應器打開(kāi)了發(fā)展那些在分批處理反應器中很難甚至不可能發(fā)生的新化學(xué)反應的(如閃光化學(xué)、高溫或高壓)大門(mén)。