【18類重點監(jian)管危險反應(ying)】之四(si) – 連續(xu)流技(ji)術(shu)在(zai)硝(xiao)化反應(ying)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)

硝(xiao)化反應(ying)是壹(yi)類重要的(de)化(hua)學(xue)反應(ying)，在醫(yi)藥、農(nong)藥和精細(xi)化(hua)學品(pin)行(xing)業(ye)中(zhong)都有(you)廣泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。硝(xiao)化反應(ying)通常使用(yong)硝(xiao)酸和硫(liu)混(hun)酸混(hun)酸作(zuo)為(wei)硝(xiao)化試劑(ji)，為(wei)兩相反應(ying)，需要(yao)較好(hao)的(de)混(hun)合(he)；硝(xiao)化反應(ying)往往放熱(re)量大(da)，所得硝(xiao)基(ji)化合物安全性差。處(chu)理(li)不當，會(hui)給工業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)帶(dai)來很大(da)的(de)安(an)全隱患

尤(you)其(qi)是二硝(xiao)化反應(ying)，反應(ying)溫度(du)高(gao)，產(chan)物不穩(wen)定(ding)，使用(yong)傳(chuan)統(tong)工(gong)藝(yi)進行(xing)生(sheng)產(chan)，風險高(gao)。另外(wai)，由(you)於溫(wen)度(du)高(gao)，傳(chuan)統(tong)間(jian)歇釜工藝通常需要硝(xiao)酸大大(da)過(guo)量。

而(er)微通道(dao)反應(ying)器(qi)有(you)持(chi)液(ye)量少(shao)，換(huan)熱(re)效(xiao)率高(gao)，傳(chuan)質效(xiao)率好(hao)等(deng)特(te)點(dian)，能(neng)有(you)效(xiao)解(jie)決(jue)硝(xiao)化反應(ying)中(zhong)的(de)傳(chuan)質(zhi)，換(huan)熱(re)，安(an)全性等問題。

案(an)例1. 2,4-二氯三(san)氟甲苯二硝(xiao)化微反應(ying)連續(xu)合成(cheng)

近，中(zhong)國(guo)石(shi)油化(hua)工(gong)股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公(gong)司下(xia)屬(shu)的(de)南(nan)化(hua)集團(tuan)研究(jiu)院(yuan)，利(li)用(yong)微反應(ying)器(qi)對2,4-二氯-三(san)氟甲苯二硝(xiao)化反應(ying)進行(xing)了研究(jiu)，取(qu)得(de)了很好(hao)的(de)成(cheng)果，並(bing)成(cheng)功申請(qing)了中(zhong)國(guo)zuanli（CN 106316859 A）。

反應(ying)合成(cheng)的(de)產(chan)品(pin)是(shi)2,4-二氯-3,5-二硝(xiao)基(ji)三氟甲苯，是(shi)壹種(zhong)很有(you)用(yong)的(de)中(zhong)間體(ti)，常用(yong)作(zuo)醫藥(yao)和(he)農(nong)藥的(de)合(he)成(cheng)。傳統(tong)的(de)合(he)成(cheng)方法是以(yi)2,4-二氯三(san)氟甲苯為(wei)原料(liao)，通過混(hun)酸硝(xiao)化而(er)制備。

1.反應(ying)方程式

該專li使(shi)用(yong)98%的(de)硫(liu)酸和90-98%的(de)硝(xiao)酸的(de)混(hun)合(he)溶(rong)液(ye)作(zuo)為(wei)硝(xiao)化試劑(ji)，硫(liu)酸和硝(xiao)酸的(de)摩(mo)爾(er)比(bi)為(wei)3~8之間。硝(xiao)酸與原(yuan)料(liao)的(de)摩(mo)爾(er)比(bi)為(wei)1~1.3比為(wei)之間。反應(ying)溫度(du)100~180 ^oC之(zhi)間(jian)。

2.連續(xu)化制(zhi)造(zao)示(shi)意(yi)圖

具(ju)體(ti)的(de)連續(xu)操(cao)作(zuo)如(ru)圖(tu)2所示：

圖2：連續(xu)反應(ying)示意(yi)圖

實(shi)施案(an)例顯(xian)示，通過兩個泵分別(bie)輸(shu)入(ru)混(hun)酸和2,4-二氯三(san)氟甲苯，模(mo)塊1和2是預(yu)熱(re)模(mo)塊，模塊3~8是反應(ying)模塊。控制停(ting)留(liu)時(shi)間(jian)為(wei)200s，反應(ying)溫度(du)150 ^oC，反應(ying)轉化率大(da)於97%，二硝(xiao)含量大(da)於40%。

3. 總(zong)結(jie)

該硝(xiao)化反應(ying)使用(yong)的(de)底(di)物苯環(huan)上(shang)有(you)壹個(ge)強吸(xi)電(dian)子(zi)的(de)基(ji)團(tuan)——三氟甲基(ji)基(ji)團(tuan)，所以(yi)反應(ying)速(su)度(du)非(fei)常慢，壹般要(yao)使(shi)用(yong)發(fa)煙(yan)硫酸來進行(xing)反應(ying)，間歇釜需要在(zai)80℃下反應(ying)96小(xiao)時(shi)。

而(er)本文作(zuo)者只使(shi)用(yong)98%的(de)硫(liu)酸即可(ke)實(shi)現；在200 s的(de)停(ting)留(liu)時(shi)間(jian)下(xia)就可以(yi)得到(dao)40%的(de)產(chan)品(pin)，使(shi)用(yong)微通道(dao)反應(ying)器(qi)可(ke)以(yi)將(jiang)停(ting)留(liu)時(shi)間(jian)縮(suo)短為(wei)原來的(de)1/2000。

需(xu)要(yao)指(zhi)明的(de)是(shi)，傳(chuan)統(tong)間(jian)歇釜工藝需(xu)要在(zai)高(gao)溫(wen)下攪(jiao)拌(ban)反應(ying)4天，對於工(gong)藝(yi)安全是壹(yi)個巨大的(de)挑(tiao)戰(zhan)，使(shi)用(yong)微通道(dao)反應(ying)器(qi)之(zhi)後，該問題(ti)迎(ying)刃(ren)而(er)解了。

4. 參考(kao)文(wen)獻(xian)：CN 106316859 A

案(an)例2. 康(kang)寧微通道(dao)反應(ying)器(qi)在(zai)二硝(xiao)化反應(ying)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)

2019年(nian)3月(yue)21日(ri)響(xiang)水(shui)壹(yi)家化工(gong)廠發(fa)生(sheng)了劇烈(lie)爆炸，造(zao)成(cheng)多(duo)人死傷(shang)。該公(gong)司的(de)主(zhu)要(yao)產(chan)品(pin)是(shi)間(jian)二苯胺，主要是先(xian)通過苯二硝(xiao)化，再還(hai)原(yuan)得(de)到(dao)產(chan)品(pin)。而(er)此(ci)類硝(xiao)化反應(ying)是壹(yi)類很危險的(de)反應(ying)。原因(yin)如(ru)下(xia)：二硝(xiao)化的(de)反應(ying)熱(re)比(bi)較大(da)且反應(ying)溫度(du)較高(gao)，熱(re)量不(bu)能(neng)及時(shi)帶(dai)走，極易發(fa)生(sheng)飛(fei)溫(wen)。二硝(xiao)物爆炸威(wei)力大，壹(yi)旦(dan)引(yin)發(fa)爆炸，後果嚴(yan)重。

另外(wai)，很多(duo)硝(xiao)化都是(shi)液(ye)液(ye)非(fei)均相反應(ying)，在大(da)生(sheng)產(chan)中(zhong)存(cun)在攪(jiao)拌(ban)不(bu)均的(de)風(feng)險，使(shi)得局部(bu)過熱(re)，從而(er)引發(fa)產(chan)物分解(jie)，造(zao)成(cheng)反應(ying)失控，而(er)微反應(ying)器(qi)具(ju)有(you)非(fei)常好(hao)的(de)傳(chuan)質(zhi)和(he)換(huan)熱(re)效(xiao)果(guo)，能(neng)有(you)效(xiao)避(bi)免(mian)這(zhe)壹點(dian)。

康(kang)寧AFR技術(shu)部(bu)門在(zai)此(ci)類反應(ying)中(zhong)做過(guo)很(hen)多(duo)工作(zuo)，而(er)且都得(de)到(dao)了很好(hao)的(de)結(jie)果(guo)。

氧化(hua)雜(za)質(zhi)降(jiang)低(di)明顯(xian)，在(zai)較短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)得到(dao)很(hen)高(gao)的(de)選(xuan)擇(ze)性和轉化率；

我(wo)們在(zai)合(he)成(cheng)該化合(he)物的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，在幾(ji)十秒(miao)停(ting)留(liu)時(shi)間(jian)內(nei)，得到(dao)了100%的(de)轉化率；

該化合(he)物是合(he)成(cheng)染料(liao)H酸的(de)起(qi)始原料(liao)，我(wo)們在(zai)康(kang)寧反應(ying)器(qi)中(zhong)得到(dao)了100%的(de)轉化率，而(er)且有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)了異構(gou)體(ti)的(de)含(han)量；

結(jie)論(lun)：

1. 使用(yong)康(kang)寧反應(ying)器(qi)生(sheng)產(chan)二硝(xiao)類化合(he)物清潔(jie)，占(zhan)地(di)少(shao)，自(zi)動控制，是(shi)現代(dai)化(hua)的(de)生(sheng)產(chan)方式；
2. 使(shi)用(yong)康(kang)寧反應(ying)器(qi)*可(ke)以(yi)解決(jue)二硝(xiao)類化合(he)物合成(cheng)中(zhong)的(de)安(an)全問題(ti)，而(er)且康寧可以(yi)提供(gong)成(cheng)熟的(de)生(sheng)產(chan)解決(jue)方案(an)。使(shi)得生(sheng)產(chan)無(wu)後顧之(zhi)憂；
3. 使(shi)用(yong)康(kang)寧反應(ying)器(qi)還(hai)可(ke)以(yi)解決(jue)硝(xiao)化過程(cheng)中(zhong)存(cun)在的(de)壹(yi)些選(xuan)擇(ze)性問題，而(er)且在催化劑(ji)硫(liu)酸的(de)使(shi)用(yong)上(shang)有(you)不同的(de)選(xuan)擇(ze)，也是壹種(zhong)經濟的(de)生(sheng)產(chan)方式

康(kang)寧團(tuan)隊的(de)經(jing)驗(yan)

• 做過(guo)幾(ji)十個(ge)硝(xiao)化反應(ying)，包括(kuo)苯環(huan)，雜(za)環(huan)，胺類和醇類；
• 非(fei)常清楚哪(na)些硝(xiao)化可以(yi)使用(yong)連續(xu)流技(ji)術(shu)；
• 非(fei)常清楚哪(na)些底物有(you)提升(sheng)選(xuan)擇(ze)性的(de)可(ke)能(neng)；
• 非(fei)常清楚哪(na)些反應(ying)可以(yi)降低(di)硫酸的(de)使(shi)用(yong)量，通過什麽方法可以(yi)降低(di)硫酸的(de)當(dang)量；
• 歡(huan)迎(ying)來到(dao)咨(zi)詢。

案(an)例3.  DMS硝(xiao)化案(an)例

新(xin)環(huan)保(bao)法的(de)設施讓(rang)越來越多(duo)的(de)化(hua)工(gong)企(qi)業(ye)面臨(lin)嚴(yan)峻(jun)的(de)考(kao)驗(yan)，目前(qian)壹些化工(gong)園區的(de)廢(fei)液(ye)限(xian)排(pai)政(zheng)策(ce)，又讓(rang)這(zhe)些企業(ye)雪(xue)上(shang)加(jia)霜(shuang)。如(ru)何擺脫(tuo)目前(qian)的(de)困(kun)境(jing)，減少廢液(ye)的(de)排(pai)放(fang)，把到(dao)手(shou)的(de)訂(ding)單(dan)如(ru)期(qi)交出去，是(shi)企(qi)業急(ji)需(xu)解決(jue)的(de)問(wen)題(ti)。

既(ji)然排(pai)放(fang)受(shou)限(xian)，出路就(jiu)是(shi)對工(gong)藝進行(xing)創新。在(zai)化工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)減少廢液(ye)zui有(you)效(xiao)的(de)方法就是對該工藝(yi)過程(cheng)進行(xing)強化(hua)，盡量減少溶劑(ji)的(de)使(shi)用(yong)。微通道(dao)反應(ying)器(qi)具(ju)有(you)的(de)傳(chuan)質(zhi)和(he)換(huan)熱(re)能(neng)力，讓(rang)過程(cheng)強化(hua)有(you)了可能(neng)。微反應(ying)器(qi)中(zhong)低持(chi)液(ye)量的(de)運(yun)行，讓(rang)反應(ying)器(qi)具(ju)有(you)本征安(an)全的(de)特(te)點(dian)。連續(xu)化的(de)操(cao)作(zuo)可節省(sheng)大(da)量的(de)費(fei)用(yong)，讓(rang)產(chan)品(pin)更(geng)具(ju)市場競(jing)爭力。下面(mian)以(yi)硝(xiao)化反應(ying)為(wei)例來看(kan)看(kan)釜式反應(ying)和康(kang)寧AFR應(ying)用(yong)的(de)結(jie)果(guo)。

(e) operating cost analysis of performing batch-wise selective nitration and thereaction using Corning® Advanced-Flow™ Reactor technology

從上(shang)面(mian)的(de)例子(zi)不(bu)難(nan)看(kan)出，對於傳(chuan)統(tong)的(de)會(hui)產(chan)生(sheng)大(da)量廢(fei)液(ye)的(de)硝(xiao)化反應(ying)，使用(yong)康(kang)寧AFR™，各項(xiang)指(zhi)標(biao)都有(you)了大幅度(du)的(de)減少，尤(you)其(qi)是溶(rong)劑(ji)費(fei)用(yong)只有(you)原來釜式反應(ying)的(de)27%。綠(lv)色低(di)碳工(gong)藝(yi): 減少排(pai)放(fang)，提高(gao)碳效(xiao)率

 參(can)考(kao)文(wen)獻(xian)：Chemistry Today – vol.32(4) July/August2014

案(an)例4. 諾(nuo)華(hua)案(an)例：硝(xiao)化反應(ying)在釜式和(he)微通道(dao)反應(ying)器(qi)中(zhong)的(de)比(bi)較

連續(xu)流工(gong)藝(yi)在(zai)制藥方面有(you)廣泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)，具(ju)有(you)好(hao)的(de)經(jing)濟性，安全，穩(wen)定(ding)等優(you)點(dian)。另外(wai)，整個流(liu)程是自(zi)動化控制，有(you)利(li)於數(shu)據(ju)的(de)追(zhui)溯(su)，極其符(fu)合FDA對於追(zhui)溯(su)性和品(pin)質(zhi)控制的(de)要(yao)求(qiu)，所(suo)以(yi)壹直(zhi)受(shou)到(dao)FDA的(de)極力推(tui)薦。

諾(nuo)華(hua)作(zuo)為(wei)世(shi)界(jie)老(lao)牌(pai)制藥(yao)企業，很(hen)早就進入(ru)了連續(xu)合成(cheng)這(zhe)個領域，也壹(yi)直在(zai)加(jia)大(da)投資。本(ben)文(wen)的(de)反應(ying)就是(shi)諾(nuo)華(hua)實(shi)驗(yan)室在2011年(nian)發(fa)表在(zai)OP&D雜質上(shang)。主(zhu)要(yao)討(tao)論(lun)了使用(yong)微通道(dao)反應(ying)器(qi)進行(xing)硝(xiao)化反應(ying)的(de)應(ying)用(yong)。

1：8-溴-1H-2-喹(kui)啉(lin)酮(tong)硝(xiao)化反應(ying)

8-溴-1H-2-喹(kui)啉(lin)酮(tong)在(zai)硝(xiao)化的(de)過(guo)程(cheng)當(dang)中(zhong)放熱(re)量很(hen)大，達到(dao)1374 J/g, DSC顯(xian)示(shi)是(shi)130度(du)下(xia)就(jiu)開(kai)始分解(jie)，而(er)反應(ying)溫度(du)就(jiu)達到(dao)110 度(du)，所(suo)以(yi)很容(rong)易飛溫。而(er)壹旦超(chao)溫又會到(dao)200度(du)就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)次(ci)生(sheng)分解(jie)，終(zhong)溫(wen)度(du)會(hui)達到(dao)800度(du)而(er)發(fa)生(sheng)爆炸。

圖(tu)1. 8-溴-1H-2-喹(kui)啉(lin)酮(tong)釜式硝(xiao)化條件(jian)

                        表1. 8-溴-1H-2-喹(kui)啉(lin)酮(tong)在(zai)硝(xiao)化反應(ying)結(jie)果(guo)

使用(yong)微反應(ying)器(qi)合(he)成(cheng)化合(he)物2，選(xuan)擇(ze)性和轉化率都達到(dao)了100%。反應(ying)溫度(du)易(yi)於控制，安(an)全風險降(jiang)低。另外(wai)硝(xiao)化反應(ying)結(jie)束(shu)在釜式反應(ying)器(qi)中(zhong)不能(neng)及時(shi)淬(cui)滅(mie)，容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)雜(za)質(zhi)。使(shi)用(yong)微通道(dao)反應(ying)器(qi)采用(yong)兩個溫區進行(xing)該反應(ying)，第1個(ge)溫區進行(xing)反應(ying)，第二個溫(wen)區降(jiang)溫(wen)進行(xing)淬(cui)滅(mie)以(yi)減少副(fu)反應(ying)的(de)發(fa)生(sheng)。微通道(dao)反應(ying)器(qi)的(de)混(hun)合(he)和(he)換(huan)熱(re)能(neng)力，對於多(duo)相反應(ying)和強放(fang)熱(re)反應(ying)有(you)著釜式反應(ying)*的(de)優(you)勢(shi)。

2：2-氨基(ji)-4-溴苯甲(jia)酸甲酯的(de)硝(xiao)化反應(ying)

2-氨基(ji)-4-溴苯甲(jia)酸甲酯的(de)硝(xiao)化反應(ying)，使用(yong)傳(chuan)統(tong)反應(ying)器(qi)進行(xing)該反應(ying)，會有(you)25-30%的(de)酰(xian)基(ji)化的(de)副(fu)產(chan)物5，給產(chan)品(pin)的(de)分離(li)造(zao)成(cheng)困難(nan)。且產(chan)品(pin)品(pin)質(zhi)變化特(te)別大(da)，批(pi)與(yu)批(pi)之間(jian)經常變化，導致(zhi)後處理(li)很麻(ma)煩。另外(wai)副(fu)產(chan)物控制很(hen)艱難(nan)，放(fang)大(da)效(xiao)應(ying)特別(bie)明顯(xian)。

圖(tu)2. 2-氨基(ji)-4-溴苯甲(jia)酸甲酯的(de)釜式硝(xiao)化反應(ying)工藝(yi)

使用(yong)微反應(ying)器(qi)合(he)成(cheng)這(zhe)個化(hua)合(he)物4，選(xuan)擇(ze)性得到(dao)了極大的(de)提(ti)升(sheng)。在(zai)傳(chuan)統釜式反應(ying)中(zhong)很難(nan)避(bi)免(mian)化(hua)合(he)物5的(de)生(sheng)成(cheng)。而(er)在微通道(dao)反應(ying)器(qi)中(zhong)，通過分步進料(liao)法，讓(rang)原料(liao)與(yu)硝(xiao)酸直接(jie)反應(ying)，等反應(ying)進行(xing)不下去(qu)之後，再加(jia)入(ru)乙酸酐(gan)促進反應(ying)繼續進行(xing)，這(zhe)樣可以(yi)*避(bi)免(mian)副(fu)產(chan)物的(de)產(chan)生(sheng)。使(shi)用(yong)連續(xu)流之(zhi)後，因為(wei)控制了副(fu)產(chan)物5的(de)生(sheng)成(cheng)，反應(ying)物的(de)後處理(li)變得較易(yi)進行(xing)，產(chan)品(pin)品(pin)質(zhi)得(de)到(dao)了極大的(de)改(gai)善(shan)。

反應(ying)結(jie)果(guo)與討(tao)論(lun)：

對於硝(xiao)化反應(ying)，使用(yong)連續(xu)流反應(ying)器(qi)進行(xing)化合物制備(bei)，優(you)勢(shi)明顯(xian)：

1. 效(xiao)率提(ti)升(sheng)：使用(yong)微反應(ying)器(qi)之(zhi)後極大縮短了反應(ying)時(shi)間(jian)，提(ti)升了效(xiao)率。第1個(ge)反應(ying)只使(shi)用(yong)了幾個(ge)分鐘就得到(dao)了100%的(de)轉化率和(he)100%的(de)選(xuan)擇(ze)性；第二個反應(ying)比較復(fu)雜(za)，但也只用(yong)了2個星(xing)期左右(you)進行(xing)優(you)化(hua)就得到(dao)了很好(hao)的(de)結(jie)果(guo)；
2. 轉化率和(he)選(xuan)擇(ze)性得到(dao)了很大(da)的(de) 變化，第二個反應(ying)的(de)雜(za)質(zhi)在(zai)傳(chuan)統釜式中(zhong)達到(dao)25%~30%，而(er)使用(yong)微通道(dao)反應(ying)器(qi)之(zhi)後副(fu)產(chan)物消失了，這(zhe)是巨大的(de)進步；
3. 穩(wen)定(ding)性：使用(yong)連續(xu)流之(zhi)後，所有(you)的(de)化(hua)合(he)物制備(bei)的(de)品(pin)質(zhi)都很(hen)穩(wen)定(ding)，雜質(zhi)的(de)種(zhong)類減少，含量穩(wen)定(ding)，這(zhe)對於制(zhi)藥(yao)企業是壹(yi)個很大(da)的(de)優(you)勢(shi)；
4. 安全性：高溫下進行(xing)硝(xiao)化反應(ying)，尤(you)其(qi)使用(yong)乙(yi)酸酐(gan)作(zuo)為(wei)硝(xiao)化的(de)催化劑(ji)時(shi)異常危險。因(yin)為(wei)乙酸酐(gan)與(yu)硝(xiao)酸會產(chan)生(sheng)爆炸性混(hun)合(he)物，在傳(chuan)統釜式中(zhong)有(you)很大(da)的(de)安(an)全隱患。而(er)在微通道(dao)反應(ying)器(qi)上(shang)很(hen)容(rong)易(yi)解(jie)決這(zhe)個問(wen)題(ti)，壹(yi)是因為(wei)持(chi)液(ye)量低(di)，另外(wai)壹點就(jiu)是停(ting)留(liu)時(shi)間(jian)短(duan)，爆炸性混(hun)合(he)物產(chan)生(sheng)的(de)概(gai)率也(ye)大(da)幅度(du)降(jiang)低(di)。

參(can)考(kao)文(wen)獻(xian)：Org. Process Res. Dev. 2011, 15, 1447`1452

案(an)例5. 2018 康(kang)寧反應(ying)器(qi)技(ji)術(shu)年會(hui)客戶分享(xiang)。

硝(xiao)化反應(ying)通常是強放(fang)熱(re)反應(ying)，在反應(ying)中(zhong)會產(chan)生(sheng)具(ju)有(you)易爆炸的(de)副(fu)產(chan)物，因而(er)是壹類在化(hua)工(gong)生(sheng)產(chan)上(shang)比(bi)較危險的(de)反應(ying)。為(wei)了解決(jue)這(zhe)個生(sheng)產(chan)難題(ti)，目前(qian)康寧反應(ying)器(qi)的(de)壹(yi)些用(yong)戶都在(zai)嘗(chang)試(shi)用(yong)微通道(dao)反應(ying)器(qi)去(qu)實(shi)現這(zhe)個過(guo)程(cheng)。研究(jiu)證明，使(shi)用(yong)微通道(dao)反應(ying)器(qi)可(ke)以(yi)很好(hao)地(di)控制反應(ying)，提高(gao)反應(ying)收率和(he)選(xuan)擇(ze)性。

1.連續(xu)流反應(ying)條件(jian)：

連續(xu)流反應(ying)結(jie)果(guo)：

釜式和(he)連續(xu)流工(gong)藝(yi)的(de)比(bi)較：

從釜式反應(ying)和連續(xu)流結(jie)果(guo)對比(bi)可以(yi)看(kan)出，省掉(diao)了釜式反應(ying)的(de)溶(rong)劑(ji)，反應(ying)時(shi)間(jian)大(da)大縮短，極大地(di)提(ti)高了反應(ying)選(xuan)擇(ze)性。

1. 反應(ying)示意(yi)圖如(ru)下(xia):

釜式反應(ying)室溫下(xia)反應(ying)3小(xiao)時(shi)，收率為(wei)45%；使用(yong)康(kang)寧反應(ying)器(qi)，溫(wen)度(du)可(ke)強化(hua)到(dao)50°ᴄ，反應(ying)時(shi)間(jian)縮(suo)短到(dao)4.8分鐘，收率可(ke)到(dao)74%。

參(can)考(kao)文(wen)獻(xian)：2019康(kang)寧反應(ying)器(qi)技(ji)術(shu)交流(liu)年(nian)會客戶報(bao)告

案(an)例6. Ducry and Roberge’s 的(de)苯酚(fen)自(zi)催化硝(xiao)化反應(ying)

微通道(dao)反應(ying)器(qi)*的(de)換(huan)熱(re)特(te)性讓(rang)壹些強放(fang)熱(re)，釜式無(wu)法放大生(sheng)產(chan)的(de)反應(ying)能(neng)夠得到(dao)控制，並(bing)且實現規模(mo)化(hua)生(sheng)產(chan)。微通道(dao)反應(ying)器(qi)的(de)換(huan)熱(re)面(mian)積是(shi)普通釜式反應(ying)器(qi)的(de)1000倍(bei)。通過快速(su)換(huan)熱(re)，反應(ying)生(sheng)產(chan)的(de)熱(re)點(dian)被(bei)消除，從而(er)實現安全生(sheng)產(chan)，有(you)效(xiao)地(di)提(ti)高反應(ying)收率和(he)選(xuan)擇(ze)性。

這(zhe)裏我(wo)們以(yi)壹個(ge)常見的(de)帶(dai)有(you)活性基(ji)團(tuan)的(de)芳(fang)香(xiang)族化合(he)物硝(xiao)化反應(ying)為(wei)例來說明該反應(ying)在微通道(dao)反應(ying)器(qi)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)。

 Ducry and Roberge’s 的(de)苯酚(fen)自(zi)催化硝(xiao)化反應(ying)

Ducry and Roberge 用(yong)量熱(re)法比較微通道(dao)反應(ying)器(qi)和(he)釜式反應(ying)器(qi)的(de)苯酚(fen)自(zi)催化硝(xiao)化反應(ying)案(an)例。

 在(zai)1升的(de)釜式反應(ying)中(zhong)，該硝(xiao)化反應(ying)生(sheng)產(chan)的(de)熱(re)量能(neng)使反應(ying)溫度(du)上(shang)升(sheng)55°C；而(er)在微通道(dao)反應(ying)器(qi)中(zhong)溫度(du)的(de)上(shang)升(sheng)不(bu)超(chao)過5°C。嚴(yan)格(ge)的(de)溫(wen)度(du)控制可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)提(ti)高反應(ying)的(de)選(xuan)擇(ze)性和收率。

 例如(ru)該苯酚(fen)硝(xiao)化反應(ying)的(de)收率從釜式的(de)55%提(ti)高(gao)到(dao)在(zai)微通道(dao)反應(ying)器(qi)中(zhong)的(de)75%。值(zhi)得註(zhu)意(yi)的(de)是(shi)產(chan)品(pin)的(de)純(chun)度(du)也(ye)由(you)原(yuan)來的(de)56%提(ti)高(gao)到(dao)78%，而(er)副(fu)產(chan)物聚合物減少了5倍。

 當(dang)然，其(qi)他(ta)類型自(zi)催化的(de)強放(fang)熱(re)反應(ying)包括(kuo)聚合反應(ying)及氟化反應(ying)等在(zai)微通道(dao)反應(ying)器(qi)中(zhong)都具(ju)有(you)明顯(xian)的(de)優(you)勢(shi)。

 文獻(xian)來源：Chem. Rev., 2007, 107 (6), 2300-2318•