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    光化學反應器的多級在線萃取工藝介紹
    點擊次數:525 更新時間:2023-02-20
      光化學反應應用廣泛,但其工業化放大一直是難點。傳統釜式工藝使用汞燈或氙燈進行光化學反應,不僅效率低、耗能大,而且有可能由于寬波長的照射導致副反應的發生。
      
      澳大利亞聯邦科學與工業研究組織的研究人員,對含有吸電子基團的芳基衍生物的溴化反應進行了研究。使用光化學反應器,并利用液液分離器,開發了連續光溴化,多級在線萃取工藝。
      

    光化學反應器

     

      連續流光化學研究
      
      一、連續流工藝條件篩選
      
      研究人員以苯硼酸頻吶醇酯的芐基溴代反應作為模板反應,對反應溫度、反應停留時間、溶劑、光源波長等條件進行了優化。如下表:
      

    連續光化學反應條件研究

     

      研究顯示,405nm波長適合該反應。選擇乙腈和丙酮作為溶劑,可以避免反應過程中產生沉淀。在20攝氏度,停留時間15分鐘,收率為93%。
      
      二、液液分離器在線萃取
      
      接下來,研究人員使用液液分離器對反應液進行在線萃取。在反應器出口使用兩臺泵分別泵入甲苯和水,與反應液一起經過靜態混合器的混合后進入液液分離器,原料和產物進入甲苯相,而副產物琥珀酰亞胺進入水相。
      
      由于是三相體系,研究人員發現僅經過一次萃取分離并未完全將有機相中的琥珀酰亞胺除去,在此基礎上研究人員又進行了兩次萃取分離以確保所有的琥珀酰亞胺被除去。
      
      三、底物擴展研究
      
      研究人員以該連續流工藝為基礎,對含有不同電性基團的芳基衍生物進行了溴化反應,以驗證該連續流工藝的普適性。如下表:
      

    不同底物的收率、小時產能和時空收率

     

      由表中可以看出,雖然反應停留時間有所不同,但所有的反應均取得了非常好的收率。其中,化合物8的時空收率可以達到2.35kgL-1h-1。
      
      總結:在光化學反應器中使用NBS作為溴源可避免使用許多高度危險的溴化物;對于該工藝而言,乙腈和丙酮作為溶劑可避免連續流反應器內沉淀的形成;液液分離器的應用,可將光溴化反應器與在線液-液萃取結合,盡可能減少實驗步驟。
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