康寧微通道反應器：連續流技術助力醛酮還原

andytime

法國里昂大學Alain Favre-Reguillon教授及其團隊使用康寧微通道反應器，實現了醛酮類化合物在硼氫化鈉作用下的連續氫化。


值一提的是，在微量三氯化鈰催化下，團隊首次實現了α,β-不飽和羰基化合物的高效選擇性連續還原，即Luche還原反應的連續化。

實驗研究
1、實驗方法
實驗設備：本次實驗在康寧Low Flow（低流量）微通道反應器上進行。使用6個帶心形混合結構的玻璃模塊，每個模塊的持液體積為0.45mL，其中第一個模塊主要起原料混合和預加熱的作用，并在后5個模塊充分反應，在反應器出口用熱電偶檢測溫度。


A，B – 進料泵；
Cin ，Cout - 恒溫循環浴的“進”和“出”;
D - Corning?低流量反應器的混合模塊;
E - 測量反應混合物溫
實驗操作：原料以1,4-二氧六環作溶劑，硼氫化鈉溶于甲醇，并加入5%的甲醇鈉作為穩定劑。反應在連續流出口用醋酸水溶液進行淬滅。

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


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

3、放大實驗
作者研究團隊進行了放大規模的實驗：
使用苯乙酮作原料，在康寧微通道反應器上連續運行了105分鐘，收集了750mL反應液，經過濃縮、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也進行了長時間連續運行，在連續實驗30分鐘后得到90%的分離收率。

實驗結論
作者開發了在康寧微通道反應器中硼氫化鈉還原酮、醛的工藝，解決原有釜式工藝反應熱積聚與溶劑穩定性問題。
1、秒級反應：硼氫化鈉還原酮、醛的連續流工藝，反應停留時間在20-80秒之間，相比釜式有明顯效率優勢，有效提高產能和利潤。
2、高效換熱：在康寧反應器上，反應釋放的熱量能完全被換熱介質移走，反應器出口未檢測到溫升。
3、高選擇性突破：首次在康寧連續流反應器中實現了α,β-不飽和醛酮的高選擇性還原，并達到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、穩定放大：作者通過放大規模的實驗驗證，確認不同底物還原工藝的長時間運行的穩定性。

千杯不醉

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expert360

這個觀點很有深度，值得思考。