微化工技术为合成化学技术带来哪些改变？

微化工技术正在药品连续生产领域的开启新的篇章。微化工技术在医药合成化学方面的广泛应用必然会影响其他精细化学品行业，带领整个精细化学品行业向小型化、智能化和连续化方向发展，同时也对微化工技术、合成化学技术和相关领域提出新的研究任务和方向。

作为清华微化工技术方向创始人和分离科学与技术学术带头人骆广生教授认为：

在微化工技术方面，进一步深入研究微结构尺度下的微流体基本规律；

开发新型微结构的微反应器以实现不同的化学过程；

针对精细化学品生产过程，研究连续分离和纯化的小型设备和技术；

对广泛应用于工业生产的化学反应过程使用微化工技术进行系统的研究和评价；

规范微反应器和其他微化工设备的设计标准，实现设备模块化设计；

建立模块化设备的系统集成方法，实现小型集装箱式化工厂；

建立微化工工厂的安全、环保和经济评价方法。

在合成化学技术方面，需要化学家深刻理解微化工技术的特点和应用范围，改造或开发更适合微化工技术特点的化学反应过程。具体可以从以下这些方面考虑：

通过改变反应条件来改造原有化学过程使其适合微化工连续流技术，开发新一代催化剂提高反应速度，高温高压反应，不稳定中间体或产品的合成，高危化学试剂的原位制备，快速和高效热化学反应，避免在合成过程中使用保护基和超低温反应条件，加氢、氧化、硝化、磺化和卤化等危险反应。

微化工技术还与在线检测、人工智能、自动控制等相关领域紧密相关。对这些领域也提出一些新的任务和挑战，例如

开发新型高灵敏、快响应的化合物检测技术

开发快响应和小型化的温度、压力和流速传感器

开发适合化学化工过程的人工智能算法

开发微化工技术智能软件平台以实现微化工系统的信号搜集、处理、反馈和自动控制功能

此外，在微化工技术工程技术方面，一方面要加强发展新型高效抗堵、高鲁棒性微化工设备和微化工技术，另一方面要加强微化工设备工程维护方法和手段的研究，研究微型化设备对于体系清洁度要求和运行过程的变化规律，基于其变化规律和内在机制发展适用于不同化工过程的微型化设备维护方法，以保证微化工设备在工业生产中的长周期稳定运行。

清华大学骆广生微化工团队针对传统医药中间体、精细化工生产设备技术革新的研究方向且成果显著，欧世盛公司同该团队密切合作，共同推出了一系列微化工设备，其中全自动加氢反应仪（图1）是代表性、战略性成果之一。该仪器可用于实验连续微反应加氢工艺开发和催化剂筛选，同时，该仪器的放大版本可以实现通风橱内的加氢产品公斤级定制生产。通过该仪器开发的实验室加氢工艺可以直接进行工业放大。

图1：全自动加氢反应仪

在该仪器的开发中，欧世盛公司开发了微型全自动气液分离装置（图2），可以在反应过程中根据不同流速不同压力实时控制液位，使气液充分分离，

图2：微型全自动气液分离装置

又根据系统需要开发了全自动控制的自动背压阀（图3），实现反应体系压力的控制。此两项技术有效的保证了微型加氢装置的过程控制和不同条件下的批次产品保障。

图3：全自动控制的自动背压阀

另外，欧世盛公司还开发了仪器的整机控制软件（图4），在触摸式显示屏上可以直观的显示所有检测点并调控相应反应控制点，包括气体流量、压力，液体流量、压力，反应温度的调节，气液分离器的液位高度、控温快捷键、液体进料流量质量校准系统（图5）等等，使用户能够快速上手并操作。

图4：整机控制软件

图5：液体进料流量质量校准系统

鉴于众多用户的实验室不方便使用氢气钢瓶，欧世盛公司还特别开发了高压氢气发生器（图6），大压力可达5MPa，大气体流量300ml/min。与加氢装置一并放在通风橱内联机工作。

图6：高压氢气发生器

参考资料：

骆广生，吕阳成，王凯，张吉松等，《微化工技术》化学工业出版社。

欧世盛整体解决方案

全自动微反应连续加氢

解决方案 设备构成 反应类型 加料系统

硝基还原、氢化去硫反应

气路控制

单元

烯烃和炔烃的还原反应

温度控制

单元

N-、O-去苄基化反应

反应单元

脱卤反应

压力控制

单元

羰基化反应

氢气气源

单元

腈类化合物还原反应

样品采集

单元

吡啶芳香环衍生物还原反应

流动化学

管理系统

H-Flow管理软件

亚胺还原反应

微反应器能解决那些问题

液液均相反应器

反应类型

硝化反应、磺化反应、锂化反应、格式反应、取代反应、高温关环反应……

液液非均相反应器

反应类型

中和反应、氧化反应……

气液反应器

反应类型

氧化反应（O2）、钯催化的Heck 羰基化反应（CO）CO2气体参与的反应……

光化学反应器

反应类型

芳环或杂环的三氟甲基化反应、烯烃加成反应、自由基反应……

拓展功能

设 备

气液分离单元

在线检测单元

高压气液分离器

S-FLOW-S30 液液分离仪

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欧世盛（北京）科技有限公司提供完整微反应流动化学实验室整体解决方案

作为一家微反应流动化学整体解决方案供应商。核心设计团队经过近20年的技术积累，依据微反应实验流程中的使用习惯和痛点需求做了深入研究，经过多年的研发投入，根据合成的分类和流动化学的特点，已将微反应合成常见的液液合成、气液固合成等相关设备商用上市，

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