詳細介紹
光化學是探索光對有機和無機分子的影響的科學領(lǐng)域。光化學中感興趣的波長是紫外線(波長 100 – 400 nm)、可見光(400 – 750 nm)和紅外線(750 – 2500 nm)。光化學反應因無需昂貴的試劑和催化劑提供了一種綠色、經(jīng)濟的選擇,因具有使用清潔能源,高能量利用率,高選擇性,高原子經(jīng)濟性,反應條件溫和可控等諸多優(yōu)勢。光化學反應器擁有透光率高、耐高溫、耐高壓、光強度大、光源純凈,控溫精準、無放大效應。光化學反應器主要用于研究氣相、液相固相、流動體系在模擬紫外光、模擬可見光、特種模擬光照射下,負載光催化劑等條件下的光化學反應。
光化學或光在化學反應中的使用,在自然界和工業(yè)中都有許多重要的應用。光化學反應是光合作用和維生素 D 形成的核心,在電子設(shè)備制造、保護涂層以及藥物和香料的合成中發(fā)揮著重要作用。然而,傳統(tǒng)的批量光化學已經(jīng)失寵。安全性、設(shè)備的可用性和復雜性、反應條件的控制和放大的困難等許多問題限制了其使用。MF-V6G 光化學反應器消除了傳統(tǒng)批量光化學的問題,可以充分發(fā)揮光化學的潛力。它在連續(xù)流動操作下提供安全、精確、高效、一致和可擴展的光化學。
光化學、光子和光催化劑
· 光化學反應是通過從光源發(fā)射光子而引發(fā)的。光源可以是多色光源,例如太陽。在實驗室中,更常見的是使用汞燈或 LED 陣列。光子可以被反應物直接吸收,也可以被光敏劑或光催化劑吸收。
· 如果光子被反應物直接吸收。光子的吸收為反應的進行提供了活化能。
· 如果光子被敏化劑吸收。敏感器吸收光子并將能量傳遞給反應物。
·在光生催化中,光催化活性依賴于催化劑在吸收光子后產(chǎn)生電子-空穴對的能力。這些電子-空穴對產(chǎn)生能夠進行二次反應的自由基。
連續(xù)流動光化學可以提高化學合成的效率,也可以進行原本不可能發(fā)生的反應。MICROFLU™光化學反應器具有模塊化、靈活、可擴展且易于使用等特性,它使現(xiàn)代光化學技術(shù)易于使用,而不受傳統(tǒng)批次要求的限制。
MF-M6G 連續(xù)流光化學反應器
MF-V6G 光化學反應器主要特征
· 可提供多波長陣列的可調(diào)LED光源:285nm、295nm、365nm、405-425nm、450-475nm、520-550nm以及可見光源4000k&6000K(白色)等。
· 可選單面或雙面反應模塊,靈活可變組合設(shè)計降低工藝開發(fā)成本。
· 高效風冷/液冷散熱設(shè)計延長LED使用壽命。
· 穩(wěn)定的光源性確保了實驗可重復性。
· 提供集成的多層玻璃結(jié)構(gòu),用于混合,反應和傳熱。
· 的傳熱、傳質(zhì)性能,每片多個靜態(tài)混合單元結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效混合。
· 自由組合模塊化系統(tǒng)配置可串聯(lián)或并聯(lián)多個反應器,可實現(xiàn)一步和多步合成反應。高度靈活的模塊化設(shè)計保證能適應各種工藝過程的要求?!鶤+B=C(一步串聯(lián)) A+B=C+Q=D(多步串聯(lián)) A+B=Q1 C+D=Q2 Q1+Q2=D(多步并聯(lián)+串聯(lián))。
· 可串聯(lián)2-12套獨立芯片形成系統(tǒng),根據(jù)實驗需求自行調(diào)節(jié)樣本的停留時間,提高收率。
· 適用于各種液-液,氣-液均相和多相反應。
MF-V6G光化學反應器技術(shù)參數(shù)
MF-V6G系列光化學反應器 | ||||
型號 | MF-V6G-M | MF-V6G-M(9) | MF-V6G-M(S) | MF-V6G-M(S9) |
技術(shù)參數(shù) | 材質(zhì):高硼硅玻璃 | |||
持液量:6mL | 持液量:18mL | 持液量:3mL | 持液量:9mL | |
兩進一出混合模塊 | ||||
使用溫度:-30℃-280℃ | ||||
工藝側(cè)壓力:0-20bar 換熱側(cè)壓力:0-5bar | ||||
雙層工藝側(cè)+單層換熱側(cè)(2+1)315nm-可見光透光率90% | 雙層工藝側(cè)+單層換熱側(cè)(2+1)315nm-可見光透光率90% | 單層工藝側(cè)+單層換熱側(cè)(1+1)315nm-可見光透光率90% | 單層工藝側(cè)+單層換熱側(cè)(1+1) 315nm-可見光透光率90% | |
光源數(shù)量 | 雙面光源 | 雙面光源 | 單面光源 | 單面光源 |
全氟化密封夾具 | 材質(zhì):PFA(夾具)+PA66(隔熱罩) | |||
O-ring材質(zhì):FFKM+Viton 75 | ||||
使用溫度:-25℃-195℃ | ||||
UV-LED面光源 | ||||
UV-LED | 波段:285nm(280-290) | |||
波段:295nm(290-300) | ||||
波段:310nm(305-315) | ||||
波段:365nm(360-370) | ||||
波段:405-425nm | ||||
VIS-LED面光源 | ||||
藍光 | 波段:450-475nm | |||
綠光 | 波段:520 - 550 nm | |||
4000K | 波段:4000K自然白 | |||
6000K | 波段:6000K白光 | |||
配件 | 配支架+散熱器+遙控機+電源 功率80-200W | |||
其他 | 進樣/換熱/測溫系統(tǒng)模塊 |
連續(xù)流光化學反應器中典型應用過程
* 原料藥和中間體合成(例如順反異構(gòu)化的伊立替康和單線態(tài)氧反應的)
* 香料(例如通過單線態(tài)氧反應的玫瑰氧化物)
* 硫醇合成(例如通過H2S加成環(huán)己基硫醇)
與可見光光催化相關(guān)的優(yōu)勢導致在藥物化學中的各種應用,包括藥物發(fā)現(xiàn)、生物偶聯(lián)、后期 C-H 功能化和同位素標記。
光氯化、光溴化、生產(chǎn)、光烷基化、生產(chǎn)(抗瘧藥)、ε-己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)、光氧化、順反異構(gòu)化、氟化、氰化......
光化學反應器應用領(lǐng)域:偶氮染料、光氯化、水分解、水處理、制藥業(yè)(生物醫(yī)藥)、研發(fā)實驗室、教育機構(gòu)、可替代能源、環(huán)境工程學。
只有少量的光化學工藝,如3和的合成從(由BASF和Hoffmann-LaRoch),玫瑰醚(Symrise)、己內(nèi)酰胺(Toray)和(Sanofi和Huvepharma)已投入商業(yè)應用。
光化學反應器可能的應用領(lǐng)域
烯烴的光異構(gòu)反應與光重排反應:光誘導順反異構(gòu)化反應、光誘導價鍵異構(gòu)化反應、雙-(π-甲烷)重排反應、光誘導δ遷移重排反應、周環(huán)反應等。
光誘導的環(huán)合加成:光誘導[2+2]環(huán)加成反應、雜環(huán)雙鍵[4+4]光環(huán)合加成反應生成交叉環(huán)合物等。
烯烴的光氧化反應:烯烴與單線態(tài)氧的[1+2]環(huán)加成反應、O2與烯烴的[1,3]加成反應(“ene"反應)、共軛二烯與單線態(tài)氧的[1+4]環(huán)加成反應。
有機光化學反應類型:
1. 光作為引發(fā)劑:光引發(fā)誘導產(chǎn)生自由基反應,典型的反應有自由基聚合以及光鹵化反應。
2. 光參與反應:Quasi-Stoichiometric反應:光是作為反應物,沒有光的參與,反應不能發(fā)生。
光化學反應應用類型
Barton亞硝酸酯光解反應、Barton自由基脫羧反應、Bergman芳環(huán)化反應、Brandi-Guama螺環(huán)丙烷重排反應、Büchner擴環(huán)反應、Curtius 重排、deMayo反應(de Mayo Reaction)、Dimroth重排反應、Di-π-methane重排(Di-π-methane Rearrangement)、Feldman烯烴環(huán)戊烷合成反應、Fries重排、Nazarov環(huán)化反應、Paternó–Büchi反應、Reimer–Tiemann反應、Vinylcyclopropane-cyclopentene rearrangement(烯基環(huán)丙烷-環(huán)戊烯重排)、Wolff重排、Wohl–Ziegler反應、Ciamician–Dennstedt重排、脫羧偶聯(lián)反應 Decarboxylative Coupling、光氯化、光烷基化。
連續(xù)流光催化反應器優(yōu)勢:
傳質(zhì)傳熱性能對比 | 面容因子 | 停留時間 | 放大效應 | 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(W/m2*k) |
微反應器 | 3000—13000 | 1—600s | 很小 | 1090—3420 |
傳統(tǒng)反應釜 | 1—10 | 0.5—48h | 4—5步優(yōu)化 | 2—15 |
安環(huán)指標 | 持液量 | 占地面積(m2) | 溶劑消耗 | 目標產(chǎn)品選擇性 | 能耗(低溫反應案例) |
微反應器 | 1L | 9 | 0—30 | 0.8—1 | 0—25℃ |
傳統(tǒng)反應釜 | 3000L | 80 | 90 | 0.8 | -45—25℃ |
連續(xù)流光化學反應系統(tǒng)
連續(xù)流光化學反應器 | ||||
型號 | Mf-V6G-M | Mf-V6G-M(9) | Mf-V6G-M(S) | Mf-V6G-M(S9) |
技術(shù)參數(shù) | 材質(zhì):Schott BF33高硼硅玻璃 | 材質(zhì):Schott BF33高硼硅玻璃 | 材質(zhì):Schott BF33高硼硅玻璃 | 材質(zhì):Schott BF33高硼硅玻璃 |
持液量:6mL | 持液量:18mL | 持液量:3mL | 持液量:9mL | |
兩進一出混合模塊 | 兩進一出混合模塊 | 兩進一出混合模塊 | 兩進一出混合模塊 | |
使用溫度:-30℃-280℃ | 使用溫度:-30℃-280℃ | 使用溫度:-30℃-280℃ | 使用溫度:-30℃-280℃ | |
工藝側(cè)壓力:0-20bar 換熱側(cè)壓力:0-5bar | 工藝側(cè)壓力:0-20bar 換熱側(cè)壓力:0-5bar | 工藝側(cè)壓力:0-20bar 換熱側(cè)壓力:0-5bar | 工藝側(cè)壓力:0-20bar 換熱側(cè)壓力:0-5bar | |
雙層工藝側(cè)+單層換熱側(cè)(2+1)315nm-可見光透光率90% | 雙層工藝側(cè)+單層換熱側(cè)(2+1)315nm-可見光透光率90% | 單層工藝側(cè)+單層換熱側(cè)(1+1)315nm-可見光透光率90% | 單層工藝側(cè)+單層換熱側(cè)(1+1) 315nm-可見光透光率90% | |
光源數(shù)量 | 雙面光源 | 雙面光源 | 單面光源 | 單面光源 |
全氟化密封夾具 | 材質(zhì):PFA(夾具)+PA66(隔熱罩) | |||
O-ring材質(zhì):FFKM+Viton 75 | ||||
使用溫度:-25℃-195℃ | ||||
藍光光源 | LED光源 | |||
波段:450-475nm | ||||
配支架+散熱器+遙控機+電源 功率80-200W | ||||
紫光光源 | LED光源 | |||
波段:405-425nm | ||||
配支架+散熱器+遙控機+電源 功率80-200W | ||||
4000K光源 | LED光源 | |||
波段:4000K自然白 | ||||
配支架+散熱器+遙控機+電源 功率80-200W | ||||
6000K光源 | LED光源 | |||
波段:6000K白光 | ||||
配支架+散熱器+遙控機+電源 功率80-200W | ||||
其他 | 進樣/換熱/測溫系統(tǒng)模塊 |
與可見光光催化相關(guān)的優(yōu)勢導致在藥物化學中的各種應用,包括藥物發(fā)現(xiàn)、生物偶聯(lián)、后期 C-H 功能化和同位素標記。
光氯化、生產(chǎn)維生素D、光烷基化、生產(chǎn)(抗瘧藥)、ε-己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)、光氧化、順反異構(gòu)化、氟化、氰化......
光化學反應器應用領(lǐng)域:偶氮染料、光氯化、水分解、水處理、制藥業(yè)(生物醫(yī)藥)、研發(fā)實驗室、教育機構(gòu)、可替代能源、環(huán)境工程學。
只有少量的光化學工藝,如維生素D3和的合成從(由BASF和Hoffmann-LaRoch),玫瑰醚(Symrise)、己內(nèi)酰胺(Toray)和(Sanofi和Huvepharma)已投入商業(yè)應用。
光化學反應器可能的應用領(lǐng)域
烯烴的光異構(gòu)反應與光重排反應:光誘導順反異構(gòu)化反應、光誘導價鍵異構(gòu)化反應、雙-(π-甲烷)重排反應、光誘導δ遷移重排反應、周環(huán)反應等。
光誘導的環(huán)合加成:光誘導[2+2]環(huán)加成反應、雜環(huán)雙鍵[4+4]光環(huán)合加成反應生成交叉環(huán)合物等。
烯烴的光氧化反應:烯烴與單線態(tài)氧的[1+2]環(huán)加成反應、O2與烯烴的[1,3]加成反應(“ene"反應)、共軛二烯與單線態(tài)氧的[1+4]環(huán)加成反應。