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小是流动化学的基本特征之一

 更新时间:2023-02-13 点击量:627
  代表制药工艺绿色化发展的关键技术之一的技术是流动化学(Flow Chemistry),近几年该技术在原料药工艺研发及生产领域的应用率增速显著。作为原料药传统间歇工艺的重要补充,该技术在赋能危险反应、激发工艺潜能以及释放产能等方面表现,并且从安全、质量、速度和成本等角度全面的助力新药的研发。
  其实流动过程中完成化学转化的生产方式并不,早已广泛用于石化工业和合成氨、硫酸、盐酸、硝酸等大化工领域。真正让流动化学魅力的是小型化和智能化。流动化学不仅仅单纯指物料的流动,而是结合了微反应器Microreactor、微流控Microfluidics、芯片实验室Lab-on-a-chip、在线实时检测等新兴技术手段的崭新分支。
  小是流动化学的基本特征之一,换言之即精致。系统做得小是为了利用微尺寸效应(micro effect),即尺度减小时系统所呈现的性质。比如超高的比表面积,这时系统与外界的热交换能迅速完成、超快的混合速度,自由扩散即可实现充分混合,无需震荡或搅拌。
  流动化学提供了一种在不停流动的状态下而不是在传统的批量固定反应器中进行化学合成的新途径。在一个流动系统中,一个给定的化学反应发生在一个微反应器中。这个微型系统集合了多个亚毫米微通道。反应物被不断注入微反应器中,在其中混合、发生化学反应,产品也被不断收集。微反应器的内体积往往小于1毫升。此外,单个的微反应器能被按顺序固定以形成有效的微流体化工厂。微反应器的小尺寸提供了高表面积-体积比,使其变得比传统的分批处理反应器能更有效地混合、更高温、高质量地传递更多,最终得到有着更高产量、更少杂质的更优型制品。这种特性在处理高放热(如氢化、氧化、硝化)反应和需要危险或不稳定的材料(如卤素、一氧化碳)时很有用。此外,重要的工艺参数(如混合度、温度、压励、流量、反应停留时间)都在严格控制之下,并允许快速参量筛选和工艺优化。得益于小体积和高可控性,微反应器打开了发展那些在分批处理反应器中很难甚至不可能发生的新化学反应的(如闪光化学、高温或高压)大门。

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