康寧微通道反應(yīng)器：連續(xù)流技術(shù)助力醛酮還原

andytime

法國里昂大學(xué)Alain Favre-Reguillon教授及其團(tuán)隊(duì)使用康寧微通道反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了醛酮類化合物在硼氫化鈉作用下的連續(xù)氫化。


值一提的是，在微量三氯化鈰催化下，團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了α,β-不飽和羰基化合物的高效選擇性連續(xù)還原，即Luche還原反應(yīng)的連續(xù)化。

實(shí)驗(yàn)研究
1、實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)設(shè)備：本次實(shí)驗(yàn)在康寧Low Flow（低流量）微通道反應(yīng)器上進(jìn)行。使用6個(gè)帶心形混合結(jié)構(gòu)的玻璃模塊，每個(gè)模塊的持液體積為0.45mL，其中第一個(gè)模塊主要起原料混合和預(yù)加熱的作用，并在后5個(gè)模塊充分反應(yīng)，在反應(yīng)器出口用熱電偶檢測溫度。


A，B – 進(jìn)料泵；
Cin ，Cout - 恒溫循環(huán)浴的“進(jìn)”和“出”;
D - Corning?低流量反應(yīng)器的混合模塊;
E - 測量反應(yīng)混合物溫
實(shí)驗(yàn)操作：原料以1,4-二氧六環(huán)作溶劑，硼氫化鈉溶于甲醇，并加入5%的甲醇鈉作為穩(wěn)定劑。反應(yīng)在連續(xù)流出口用醋酸水溶液進(jìn)行淬滅。

2、工藝條件篩選
作者以苯乙酮為模板底物，研究了該反應(yīng)在連續(xù)流中的工藝條件。


還原劑硼氫化鈉使用2當(dāng)量，溫度范圍20-60°C（如圖2所示），60°C，100秒轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)98%，實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)的活化能約為30±5 kJ/mol。硼氫化鈉當(dāng)量降低至1.25 eq時(shí)，其他條件相同的情況下，收率92%，通過延長停留時(shí)間能使得收率達(dá)到99%以上。

3、放大實(shí)驗(yàn)
作者研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了放大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)：
使用苯乙酮作原料，在康寧微通道反應(yīng)器上連續(xù)運(yùn)行了105分鐘，收集了750mL反應(yīng)液，經(jīng)過濃縮、柱層析等后處理，獲得了96%的分離收率。對于α,β-不飽和酮11也進(jìn)行了長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，在連續(xù)實(shí)驗(yàn)30分鐘后得到90%的分離收率。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論
作者開發(fā)了在康寧微通道反應(yīng)器中硼氫化鈉還原酮、醛的工藝，解決原有釜式工藝反應(yīng)熱積聚與溶劑穩(wěn)定性問題。
1、秒級反應(yīng)：硼氫化鈉還原酮、醛的連續(xù)流工藝，反應(yīng)停留時(shí)間在20-80秒之間，相比釜式有明顯效率優(yōu)勢，有效提高產(chǎn)能和利潤。
2、高效換熱：在康寧反應(yīng)器上，反應(yīng)釋放的熱量能完全被換熱介質(zhì)移走，反應(yīng)器出口未檢測到溫升。
3、高選擇性突破：首次在康寧連續(xù)流反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了α,β-不飽和醛酮的高選擇性還原，并達(dá)到90%的分離收率。
4、底物廣譜性：對酮、醛類底物以及α,β-不飽和羰基化合物具有普適性
5、穩(wěn)定放大：作者通過放大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確認(rèn)不同底物還原工藝的長時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定性。

千杯不醉

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expert360

這個(gè)觀點(diǎn)很有深度，值得思考。