微通道反应器在合成反应中的应用

微流控学(microfluidics)是在微米级结构中操控纳升至皮升体积流体的技术与科学,是近10年来迅速崛起的新交叉学科.流体在微流控芯片微米级通道中,由于尺度效应导致了许多不同于宏观体系的特点,例如分子间扩散距离短、微通道的比表面积大、传热和传质速度快等,促进了微流控芯片在有机合成反应中的发展.本文总结了微通道反应器的特点、微通道反应器中常用的流体驱动技术和微通道中流体的混合技术.通过一系列在微流控芯片中进行的有机合成反应,包括液-液均相反应、催化反应、相转移反应和异常激烈的有机合成反应等,进一步说明了微通道反应器同时具有微量和连续流动的优点.微通道反应器的发展不但在合成路线的优化方面有重要意义,而且有助于相关化学工业过程的改进.     

微通道反应器中连续化合成苯亚甲基丙酮——介绍一个大学化学综合实验

微反应是近年来化学研究领域发展迅猛的一门新兴技术,本实验以苯甲醛和丙酮作为原料,在氢氧化钠作用下通过缩合反应连续化合成苯亚甲基丙酮。通过对摩尔配比、停留时间、反应温度等影响因素的考查,确定了较佳反应条件,并采用核磁和质谱对产品结构进行表征。与传统的批式方法相比,本实验方案具有收率高、操作简便、实验结果稳定等优点。本实验将先进技术和理念寓于实验教学中,不仅增强了学生的实验技能,而且有助于学生了解科学前沿、研究现状、发展方向和应用前景,激发学生的学习兴趣。     

微通道反应器在不对称催化中的应用

不对称催化是合成手性化合物的重要手段,针对该领域已开展了大量的研究工作并获得了引人瞩目的研究成果。相比于传统的釜式反应器,微通道反应器具有传质/传热效率高、反应时间短、易于自动化和提高安全性等优势。因此,将微通道反应器应用于不对称催化领域已成为当前的研究热点,并且在耦合在线分析、多相催化和光催化等领域已展现出良好的应用前景。本文对近年来微通道反应器在不对称催化领域中的最新研究进展进行总结和综述,并对未来的发展方向进行展望。     

乙酰苯胺在双温区碳化硅微通道反应器中的氯磺化反应及柳氮磺胺吡啶的合成

采用具有高传热系数和强耐腐蚀性的双温区碳化硅微通道反应器,在10min内实现了乙酰苯胺的氯磺化反应,对乙酰氨基苯磺酰氯的产率高达96%,中试生产的产率为92%.该反应的第一阶段采用较低温度(40℃),有利于生成对位磺化产物对乙酰氨基苯磺酸;第二阶段采用较高温度(100℃),加速了对乙酰氨基苯磺酰氯的生成.为了考察这一反应体系的实用性,将其应用于抗菌消炎药柳氮磺胺吡啶的合成,通过氯磺化、氨化、碱性水解、重氮化和偶联等五步反应,以75%的总产率获得目标产物.两步连续反应不仅解决了对乙酰氨基苯磺酰氯合成过程中釜式反应器存在的反应温度低导致的反应慢、温度高又难以控制反应并伴有副产物生成的问题,也避免了反应过程中因大量放热而产生的安全隐患,还减少了间歇生产过程中使用大过量的氯磺酸引发的环境污染.以上研究为对乙酰氨基苯磺酰氯及其磺胺类药物的工业化大规模生产提供了技术支持.     

微通道连续流动高效绿色合成亮丙瑞林

开发了一种高效绿色的连续流动多肽合成方法,并成功应用于一种含有9个氨基酸的促性腺激素释放激素类似物(亮丙瑞林)的合成.该方法采用苄氧羰基(Cbz)保护氨基酸,在微通道反应器中实现高效偶联与水洗萃取除杂,并通过钯碳催化剂填充柱氢解反应实现快速洁净地脱除Cbz保护基,使原料和溶剂的消耗量大大减少,原子经济性大幅提高.该高效绿色合成方法将在多肽制药工业中得到更多应用.     

微通道连续合成UiO-66系列改性MOF材料

采用内交叉指型微反应器连续合成UiO-66材料. 连续微通道法强化了物料之间的混合, 极大提高了生产效率, 晶体产物呈六面体形, 粒径在100 nm以下. 考察了温度、 总进料流量和停留时间等条件对合成过程及产物的影响. 结果表明, 升高温度有助于晶粒的生长; 随着总进料流量增大, 晶体粒径减小; 晶体的形成需要一定的停留时间, 超过该停留时间, 晶体粒径不再增大. 通过优化实验条件, 可以实现系列纳米级UiO-66-X材料(X=NH₂, NO₂, Br)的连续合成.     

微通道反应器中茂金属催化的乙丙共聚合研究

设计搭建了一套用于烯烃配位聚合的微通道反应系统,以rac-Me2Si(2,5-Me2-4-Ph-ThCp)2ZrCl2茂金属为主催化剂,甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,二甲苯为溶液,在1/8英寸不锈钢管的微通道中,研究了连续流动微通道中聚合温度、停留时间、微通道管长及投料比等对茂金属催化活性、乙烯/丙烯共聚物分子量及其...     

微通道反应器中均相催化制备乙酸酯的研究

以对甲苯磺酸为催化剂,在内径为0.25 mm的石英毛细管中分别合成了乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯,利用正交实验考查了催化剂的用量、停留时间、反应温度和醇酸初始摩尔比对不同酯化反应的影响。结果表明,通道尺寸对产品收率影响较大,减小微通道毛细管的管径能显著提高酯的收率。随着催化剂用量的增加,乙酸酯的收率随之增大,在催化剂浓度小于1%时,乙酸丙酯的初始反应速率最大,乙酸乙酯的初始反应速率最小。在毛细管中,醇酸摩尔比、停留时间、催化剂用量分别为3∶1、14.7 min、3 wt%,反应温度分别为55、85、100、100℃时,乙酸酯的收率依次为:74.0、70.1、97.2、92.2%。     

基于超亲水纳米通道的智能可控微反应器

对阳极氧化铝(Anodic Alumina Oxide, AAO)多孔膜进行低温空气等离子体处理得到超亲水纳米通道. 在此基础上引入油溶性铁磁流体(Ferrofluid), 通过调节外磁场的方向和强度构建出智能可控微反应器. 该智能微反应器具有多梯度门控、 高电流门控比、 长期循环稳定性的特点. 将其分别用于均相和非均相反应中, 采用荧光分光光度计和扫描电子显微镜等手段进行表征. 结果表明, 不同门控状态下反应产物具有不同的产量和结构, 在微反应器的可控反应方面具有良好的应用前景.     

N—乙基—N—苄基苯胺合成方法的改进

以苯胺和乙醇为原料，采用ＲａｎｅｙＮｉ为催化剂，合成了Ｎ－乙基苯胺，再在相转移催化剂作用下，经苄基化反应得到标题化合物，第一步合成方法的收率比通常方法的收率提高约３０％。     

间甲基苯甲酸的合成工艺研究

以过氧化氢为氧化剂,乙酸钴和溴化钠组成催化体系,乙酸为溶剂,氧化间二甲苯合成间甲基苯甲酸,通过减压精馏对产物进行提纯,产物结构经¹H NMR和GC-MS确证。并通过单因素考察,获得了最佳工艺条件为：1%乙酸钴为催化剂,1%溴化钠为引发剂,乙酸（2 eq.）为溶剂,过氧化氢(5 eq.)为氧化剂,于115 ℃反应3~4 h,收率80%,纯度95%以上。     

对苯二酚合成方法的研究进展

对苯二酚是一种重要的化工原料和中间体。本文综述了目前国内外对苯二酚合成方法的研究进展,特别对苯酚过氧化氢羟基化法这一洁净合成方法及其所用催化剂的种类和性能进行了较为详尽的综述。     

普瑞巴林的合成研究进展

普瑞巴林是首个获美国食品药品监督管理局(FDA)批准,用于治疗两种以上神经性疼痛的药物,在临床上具有给药次数少,不良反应小等优点。普瑞巴林全合成过程中的关键步骤在于C 3位手性中心的构建。本文以构建此手性中心所采用的不同合成策略为主线进行了分类,综述了普瑞巴林的合成研究进展。     

过程分析技术在结晶过程中的应用研究进展

结晶是一种传统的分离与纯化技术,目前在高纯度化合物的分离纯化过程中发挥着至关重要的作用,广泛应用于化工、制药等领域。基于质量源于设计理念的过程分析技术为结晶过程的监测、反馈及其控制提供了高效且可靠的支持。该文对衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术、拉曼光谱技术、近红外光谱技术、聚光束反射测量技术等多种过程分析技术在结晶过程中的应用进行综述,系统总结上述技术的现状、优缺点,并对未来发展趋势进行展望,以期为结晶工艺的在线监控提供有效参考。     

硫脲类化合物合成方法研究进展

硫脲类化合物应用广泛,按不同的合成原料、试剂、溶剂和催化剂等对合成方法进行了分类,重点综述了近十年硫脲类化合物合成方法研究新进展.     

氮杂环丙烷衍生物的合成方法研究进展

氮杂环丙烷衍生物是重要的有机中间体,广泛应用于某些药物和具有生物活性化合物的合成,同时它还是许多天然产物的重要构件砌块。长期以来它的合成方法研究一直受到人们的广泛关注,文章对此进行了比较详细的综述。     

声化学反应器在脱除SO2过程中的应用

通过对常用的声化学设备使用情况的分析,根据超声解吸柠檬酸钠溶液中二氧化硫过程的特点,自行设计了一套用于气液传质的多参数可控的声化学反应器,频率为40kHz,功率为0～300W。随后使用该反应器对脱除柠檬酸钠溶液中二氧化硫的过程进行了研究。结果表明,超声波能够较大地促进二氧化硫的脱除,在超声场下工作5h,二氧化硫的脱除率比无超声时高25%;超声场下,二氧化硫脱除率在50℃时达到最大值;在相同搅拌强度下,有超声波比无超声波时二氧化硫脱除率均大25%。     

唑来膦酸合成方法的研究进展

综述了唑来膦酸(1)合成方法的研究进展。重点介绍了以咪唑为原料合成1的工艺条件,讨论了不同工艺条件的优缺点。结果显示,通过优选相转移催化剂和溶剂能高收率地合成1。参考文献30篇。