微通道反應(yīng)器是一種用于化學(xué)反應(yīng)的小型設(shè)備，其尺寸通常在毫米或亞毫米級別。相比傳統(tǒng)的批量反應(yīng)器，它具有更高的效率和選擇性，并且可以處理較小的反應(yīng)物體積。
基本結(jié)構(gòu)由通道、催化劑和反應(yīng)物組成。通道的設(shè)計和形狀對反應(yīng)的速率和選擇性有重要影響。通過調(diào)整通道的長度、寬度和深度，可以控制反應(yīng)物在其中的流動速度和混合程度，從而提高反應(yīng)效率。此外，該反應(yīng)器還可以集成多個反應(yīng)區(qū)域，以實現(xiàn)串聯(lián)反應(yīng)或并聯(lián)反應(yīng)，進一步提高反應(yīng)的效果和靈活性。
工藝強化是連續(xù)制造的一個重要方面，其目標是減少設(shè)備尺寸、成本、能耗、溶劑和廢物產(chǎn)生。微反應(yīng)器技術(shù)是工藝強化的一個重要手段，旨在通過工藝強化實施連續(xù)加工，并最終提供可持續(xù)的原料藥規(guī)?；a(chǎn)。
氯化物是原料藥合成中的良好中間體，但由醇合成氯化物需要高毒性和廢物密集型氯化劑，如亞硫酰氯、磷酰氯、新戊酰基氯化物、Vilsmeier試劑、甲苯磺酰氯、2,4,6-三氯-[1,3,5]三嗪、DMF、草酰氯和光氣等。通常氯化劑以化學(xué)計量或過量使用，會導(dǎo)致大量有毒、有害廢物的產(chǎn)生。
圖1. 由氯化物產(chǎn)生的衍生物
理想的工藝是通過氯化氫(HCl)將醇轉(zhuǎn)化為氯化物，這將最大限度地減少廢物的產(chǎn)生。但這一過程需要解決氯化氫的腐蝕問題。
圖2. 氯化氫(HCl)將醇轉(zhuǎn)化為氯化物
為了解決氯化氫(HCl)在工藝過程中腐蝕問題，荷蘭Technische Universiteit Eindhoven的研究者將操作平臺分為干區(qū)和濕區(qū)來處理腐蝕性氯化氫。
微反應(yīng)器為氣液反應(yīng)提供了一個很好的平臺，它具有高的比表面積，從而獲得高的傳熱和傳質(zhì)速率。此外，由于微反應(yīng)器的持液體積小，在進行連續(xù)反應(yīng)時只需要對持液體積加壓，其本質(zhì)安全的特性允許對廣泛的工藝條件進行工藝強化研究。
催化劑在微通道反應(yīng)器中也起著至關(guān)重要的作用。由于反應(yīng)容器非常小，因此需要使用高效的催化劑來增加反應(yīng)速率和選擇性。常見的催化劑包括金屬納米顆粒、金屬氧化物和酶等。這些催化劑的微觀結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)可以通過調(diào)整反應(yīng)條件進行優(yōu)化，以實現(xiàn)更高的反應(yīng)效率和選擇性。
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