流动化学基础

流动化学的基础是什么？

流动化学，有时也称为“连续流动化学”(continuous flow chemistry)、“活塞流”(plug flow)或“微化学”(microchemistry)，是在管子或管道中进行化学反应的过程。反应性组分在混合接头处被泵送在一起，并流下温度受控的管道或管子。

流速、停留时间、反应器体积和生产率

在流动反应器中，停留时间（即反应被加热或冷却的时间量）由反应器的体积和通过它的流速计算。

停留时间 = 反应器体积 / 流速

通过这种方式，MF系列连续流反应系统能够以几秒到几小时的反应时间运行，并且可以在 24 小时内合成 mg 到 kg 的数量。

微反应器中的扩散混合

在迈库弗洛微反应器中，试剂不会通过湍流混合（如在间歇反应器中）；相反，试剂通过扩散混合。由于芯片反应器通道尺寸约为微米或毫米，因此试剂完全扩散所需的时间从几毫秒到几秒不等。

加压和过热反应

库弗洛反应系统通过背压阀可轻松加压至20 bar。这允许反应在远高于常压回流的温度下进行，从而实现更快且通常更清洁、更高产率的反应。通常，溶剂可以加热到比其沸点高 60 到 150°C。因此，1000 倍数量级的反应速率增加是可能的。

可以实现的过热效应的例子包括：

DCM @ 158ºC（与大气压力下的 40ºC。）

THF @ 193ºC（与大气压力下的 66ºC。）

Dioxane @ 240ºC（与大气压力下的 100ºC 相比。）

气体参与的反应

向流动反应器施加压力也抑制了气体的逸出。（这是有益的，因为如果形成气泡，它们可以将反应混合物推出反应器，导致不确定的停留时间）。

温度控制

连续流反应器中反应混合物的表面积与体积比是圆底烧瓶的 1000 倍。因此，与间歇式反应器相比，热量可以更快地传入或传出反应混合物。因此，对于放热或吸热反应，可以保持更好的温度控制，从而提高一致性和产量。

多步反应

连续流反应器允许以连续方式执行许多反应，并且由于“活塞流”环境，更容易进行多步反应。