開課啦！法國博士教你如何做連續流實驗

康寧Lab反應器可以和在線NMR及其他一些在線手段相結合，加上康寧玻璃的優(you) 良特性，讓反應過程一目了然。康寧AFR® Lab-Flow 反應器係統不但設計新穎，操作方便，性價(jia) 比在同類產(chan) 品中具有很強的競爭(zheng) 力，而且係統產(chan) 生的工藝成果能夠有效地用於(yu) 工業(ye) 化放大。康寧歐洲技術中心的Clemens Horn博士，從(cong) 事連續流領域十幾年。今天，Dr Horn將傾(qing) 囊相授他多年的實驗心得，歡迎圍觀！

案例一、控製反應的停留時間和溫度

設備: 擁有1個(ge) 模塊的康寧Lab Reactor

分析方法: 目測 (或使用在線紫外-可見光譜)

安全提醒: 請務必確認您已了解化學品的MSDS和Lab Reactor手冊(ce) 中的安全說明。

物料準備: 物料1: 478 mg (1 mmol ) (4-硝基苄基)三苯基溴化膦 (CAS 2767-70-6) 溶於(yu) 100 mL乙醇後加入127 mg (1.2 mmol) 苯*醛(CAS 100-52-7) 。

                    物料 2: 112 mg (2 mmol) KOH 溶於(yu) 100 mL乙醇（溶解所需時間約1h）

連續流實驗:兩(liang) 種溶液使用相近的流速泵入反應模塊（例如每個(ge) 泵設置流速為(wei) 1 mL/min ），可通過改變反應的流速和溫度來優(you) 化反應，獲得*優(you) 轉化率。

提示:  改變溫度, 直到測量溫度穩定之後再進行取樣操作。

清洗:  用乙醇置換兩(liang) 股物料並將泵的流速設定為(wei) 1 mL/min清洗20min以上。

小貼士:收率/轉化率受溫度和停留時間這兩(liang) 個(ge) 參數影響。停留時間通過泵的流速來進行調節。通常情況下，一般的目標是在短停留時間內(nei) 獲得高的收率。

提示和技巧:如何計算停留時間和流速？

案例二、在提高壓力下，加快反應進行

設備: 擁有1個(ge) 模塊的康寧Lab Reactor

分析方法：通過NMR來判斷轉化率

安全提醒: 請務必確認您已了解化學品的MSDS和Lab Reactor手冊(ce) 中的安全說明

物料準備: 物料1：1.71g (0.01 mol ) 溴苄（CAS 100-39-0）溶於(yu) 100 mL乙醇中。

                    物料 2：2.62 g (0.01 mol) 三苯基膦（CAS 603-35-0）溶於(yu) 100 mL乙醇中。

連續流實驗 : 兩(liang) 種溶液使用相近的流速泵入反應模塊（例如每個(ge) 泵設置流速為(wei) 1 mL/min ），可以通過改變反應的流速和溫度來優(you) 化轉化率。

小貼士: 在流動化學中不會(hui) 受限於(yu) 溶劑的沸點，康寧AFR整個(ge) 體(ti) 係是封閉的，壓力標準可達到18 bar，但請注意更高的溫度也使副反應更易於(yu) 發生。

提示和技巧: 安全性：在加壓狀態下，超過沸點的溶劑在通過背壓閥之後會(hui) 部分蒸發， 可能會(hui) 導致堵塞，理論上來說溶劑在流經背壓閥之前需低於(yu) 其常壓下的沸點。

計算好的特定純溶劑在不同壓力下的沸點（°C）

（注意：混合溶劑可能會(hui) 有更高或者更低的沸點）

案例三、氣/液反應

分析方法：H-NMR

安全提醒: 請務必確認您已了解化學品的MSDS和Lab Reactor手冊(ce) 中的安全說明，反應器出口收集溶液，必須使用惰性氣體(ti) 進行稀釋多餘(yu) 氣體(ti) 。

物料準備：物料1：3.41 g  (0.025 mol ) α-萜品烯 (CAS 99-86-5) 和 250 mg (1 mol%) 孟加拉玫瑰紅(CAS 632-69-9)  溶於(yu) 100 mL甲醇中。

物料2：氧氣連接在氣體(ti) 流量計的入口。

連續流實驗：打開4000K LED， 將背壓閥(BPR) 調至5 bar，設置換熱器為(wei) 20 °C， 將氧氣流速設置為(wei) 10mL/min(0.044 mmol/min) ，物料1 設定入不同的流速，改變氧氣的流速來尋找*佳條件。

提示: 當使用氣體(ti) 進行實驗時， *好先讓讓氣體(ti) 進入體(ti) 係，因為(wei) 氣體(ti) 需要經過一定時間壓縮，體(ti) 係才能達到穩定。

清洗: 關(guan) 閉氣體(ti) 和光源並用甲醇衝(chong) 洗20min， 同時保持背壓在5bar。

小貼士：氣體(ti) 參與(yu) 的反應在流動化學裏和在釜式反應裏有很大區別。在流動化學中，氣體(ti) 需要定量進料。壓力是非常重要的因素，因為(wei) 它可以影響到好幾個(ge) 參數，比如 溶解度和停留時間。

提示和技巧：當氣體(ti) 參與(yu) 反應時，計算停留時間是非常困難的，通常文獻所給出的停留時間是基於(yu) 假設沒有氣體(ti) 被消耗的短停留時間 ，短停留時間的計算在應用手冊(ce) 1中。氣路的實際體(ti) 積流速可以通過以下公式進行計算

案例四、液/液反應

設備: 擁有1個(ge) 模塊的康寧Lab Reactor

分析方法： 通過NMR或GC判斷轉化率

安全提醒:請務必確認您已了解化學品的MSDS和Lab Reactor手冊(ce) 中的安全說明

物料準備：物料1: 0.991 (0.015 mol ) 丙二腈和5.13 g (0.03mol) 溴化苄(CAS 100-39-0) 溶於(yu) 100 mL二氯甲烷中。物料2: 1.8 g (0.045 mol) 氫氧化鈉和0.121 g (2.5 mol%) 四丁基溴化銨 溶於(yu) 水中。

連續流實驗: 換熱器溫度設置為(wei) 25 °C.兩(liang) 種溶液使用相近的流速泵入反應模塊（例如每個(ge) 泵設置流速為(wei) 1 mL/min ）， 分析樣品使用HCl (1N)進行淬滅， 分離有機相並用無水氯化鈣進行幹燥，或使用分液器進行分離。

實驗結果:該兩(liang) 相反應受混合效果影響較大。在60s時轉化率的下降與(yu) 較差的混合效果有關(guan) ，此時為(wei) 了獲得更長的停留時間降低了反應流速從(cong) 而降低了混合效果

小貼士：由於(yu) 心型通道的設計使兩(liang) 相反應混合更好, 請確保使用合適的流速進行實驗。

提示和技巧：通過觀察反應器出口處1/8''PFA 管中物料的狀態，可以很容易的判斷混合效果。大的液柱表明混合效果較差，而小的液柱表明混合效果較好。如果反應器出口液體(ti) 呈現輕微渾濁而不是透明液體(ti) 時，證明混合效果很好。

案例五、控製反應的混合、停留時間和溫度

設備: 擁有1個(ge) 模塊的康寧Lab Reactor

分析方法： 肉眼觀察

安全提醒: 請務必確認您已了解化學品的MSDS和Lab Reactor手冊(ce) 中的安全說明

物料準備: 物料1: 956 mg (2 mmol ) (4-硝基苄基)三苯基溴化膦 (CAS 溶於(yu) 200 mL 二氯甲烷後加入254 mg (2.4 mmol) 苯*醛(CAS 100-52-7) 。物料2: 224 mg (4 mmol) KOH 溶於(yu) 200 mL 水中。

連續流實驗: 兩(liang) 種溶液使用相近的流速泵入反應模塊（例如每個(ge) 泵設置流速為(wei) 1 mL/min ），為(wei) 了優(you) 化實驗的轉化率可以改變反應的流速和溫度。

提示: 從(cong) 50°C開始進行實驗並使用背壓閥增大壓力。

清洗: 用乙醇置換兩(liang) 股物料並將泵的流速設定為(wei) 1 mL/min清洗20min以上。

小貼士：流動化學可以控製許多參數， 雖然很棒但是具有挑戰性。

提示和技巧: 該反應對於(yu) 流動化學而言，是一個(ge) 非常好的模板反應。

在50° C 1/1 mL/min下，反應沒有完成

在50° C 0.5/0.5 mL/min下反應沒有結束，混合效果不好，可以看到心型結構裏的液滴

在70°C 1/1 mL/min下反應在模塊後端結束

在80°C 1/1 mL/min下反應在經過2-3個(ge) 心型通道後結束

使用康寧Lab 反應器一體(ti) 化平台可以開發釜式反應不能完成的一係列困難反應，產(chan) 生新的知識產(chan) 權，在激烈的市場競爭(zheng) 中保持競爭(zheng) 優(you) 勢。同時可以大大縮短研發和工藝放大的時間，快速應對市場的變化。該平台的使用將*改變傳(chuan) 統的“一人一個(ge) 通風櫃，一天一個(ge) 實驗”的局麵，節省實驗操作人員，減少人為(wei) 的實驗誤差，將對傳(chuan) 統的化學合成實驗室產(chan) 生巨大的影響。