小试实验级连续流光化学反应器(MF-V6G)

MF-V6G 连续流光化学反应器采用模块设计,可用于280nm以上液-液、气-液及部分液-固体颗粒物参与或生成的光催化反应。

  • 耐温: -25℃-195℃
  • 耐压: ≤18bar
  • 流量: 0.1-100mL/min
  • 单片持液量: 18ml,23ml

产品简介

MF-V6G 是一款专为光化学工艺开发、条件筛选和小批量(公斤级)生产设计的模块化连续流玻璃光化学反应器。它将先进的微通道技术(极致的传质、传热、低持液量)与高功率、多波长的光源系统(如 LED 阵列)深度集成,彻底解决了传统釜式光化学反应中“光穿透深度有限”和“光照不均、反应受限”的行业痛点。

MF-V6G 连续流光化学反应器采用创新的模块化板式设计,专为 280nm 以上 波段的液-液、气-液及部分含固体颗粒物的光催化反应开发,提供高重现性与安全性的流体过程强化解决方案。

MF-V6G 连续流光化学反应器MF-V6G连续流光化学反应器

核心技术参数
  • 用途:连续流光催化工艺开发、小试研究及公斤级/小批量生产

  • 主体材质:高硼硅玻璃

  • 透光性:采用工艺侧+换热侧+工艺侧高透光率设计,最大程度保证光能无损注入微通道内部。

  • 耐温范围:-25°C 至 195°C(集成换热通道,可精确控制光热效应对热敏性产物的影响)。(注:运行温差建议 ≤ 70℃,防止玻璃破裂)

  • 耐压范围:0 - 20 bar(标准运行 ≤18 bar)。

  • 处理通量:0.1 - 100 mL/min(公斤级年产能,适合工艺优化与验证)。

  • 波段范围:可用于 280nm 以上光催化反应

  • 光源类型及功率:LED光源,最大功率240W

  • 单片持液量:18 mL(HT 心型) / 23 mL(CRT 连续旋转型)

  • 操作禁忌:需遵循相关操作规范,严禁内部物料冻结,控制温差在70℃以内,需对固体粒径及固含量进行限制,禁止产生难溶沉淀的工艺。

技术咨询建议:可提供具体工艺、光源波段及产能需求进行深入洽谈。

光源系统(双侧/单侧光源配置)
  • 光源类型:高功率高密度 LED 阵列。

  • 波长选择

    • 紫外光区(UV):365nm, 395nm。

    • 可见光区(Visible):405nm, 450nm(蓝光,最常用), 525nm(绿光), 620nm(红光)及白光。

  • 光强控制:0-100% 在线无级调节,自带温度监控以防止 LED 过热光衰。

产品设计亮点
  • 双面高效光照:匹配高纯度、长寿命的 LED 阵列面光源,光源纯净、寿命长,提供超均匀的光子吸收,大幅提升量子产率。支持单面或双面光源自由选配

  • 集成控温散热:芯片内部集成密布的静态混合单元与换热流道;配套的光源装置采用液冷散热设计,可强力移除大功率灯珠的红外热量,实现光源与反应体系的独立精确控温。

  • 流道结构多元化:提供均相液-液、气-液流道,以及专门针对连续结晶和液-固工艺设计的连续旋转(CRT)通道,抗堵塞能力强。

  • 串/并联可切换:标准的模块化设计,支持 4~6 套独立芯片系统化串联,方便根据实验步数和所需的停留时间自由组合,无缝实现从“毫升级”向“千吨级”商业生产的线性放大。

  • 严苛的化学兼容:可在 pH ≤ 10 的高腐蚀性试剂下长期稳定运行(除热浓强碱、熔融碱金属、热浓磷酸和氢氟酸外,兼容几乎所有有机溶剂与酸)。

  • 工字形精密夹具:独有结构设计,拆装极其便捷。可最大限度缩短光源与流道距离,大幅降低光衰减。

核心优势与技术突破
  • 极致光穿透(比尔-朗伯定律突破):微通道流道液层厚度极薄(通常在微米至毫米级),使高强度光线能 100% 穿透并覆盖所有反应液,物料受光极度均匀,消除釜式反应中的“阴影效应”。

  • 无放大效应:小试摸索出的最佳光照强度、停留时间和配比,通过增加反应板数量或连续运行即可直接放大至公斤级小批量生产,具有极高重现性。

  • 高效热管理:光反应中光源发热巨大,MF-V6G 独特的集成换热夹层紧贴反应流道,能瞬间带走光热及反应放热,严格掐死副反应。

  • 本质安全:针对需要通入高压氧气、臭氧或产生不稳定自由基的反应,微通道内毫升级的极低瞬时持液量将系统燃爆风险降至零。


工艺适用范围与核心反应
MF-V6G 特别适合用于“反应速率快、易产生热副反应、需要高压气体参与、对光强与波长极其敏感”的光催化或光引发合成工艺:
1. 光诱导氧化与连续气体多相反应(核心强项)
  • 连续光氧环化与氧化反应(Photo-oxygenation):在可见光(如蓝光)下,利用敏化剂(如 Rose Bengal)连续通入高压氧气(O₂)原位高效产生单线态氧(¹O₂)。广泛应用于青蒿素衍生物等高端医药中间体的合成,规避了传统大体积通纯氧的燃爆危险。

  • 光催化连续卤化(溴化/氯化):利用 UV 光进行侧链自由基卤化。由于在微通道内停留时间控时控温极其精准,能严格掐死单取代阶段,大幅抑制多卤代副产物。

2. 经典的特定光化学环化与重排
  • [2+2] 光加成反应(Photocycloaddition):传统釜式由于光照不足极易导致原料聚合。在 MF-V6G 中物料可在数分钟内连续、高效地合成复杂的四元环医药或香料骨架。

  • 光异构化反应(Photoisomerization):如特定药物分子的顺反异构连续流快速转换,获取高纯度单一异构体。

3. 现代光氧化还原催化偶联(Photoredox Catalysis)
  • C-C、C-N、C-O 等键的连续偶联:例如近年来热门的麦克米兰(MacMillan)光催化偶联反应。在蓝光 LED 照射和微通道的高效传质下,将原本在 Batch 釜中需要照射几十个小时的反应缩短至数分钟,极大地提高了催化剂的周转数(TON)。


产品核心优势与特点

硬件设计亮点

  1. 双面均匀光照系统 进口可调功率 LED 灯珠,光源纯净、使用寿命长; 独有工字形夹具,拆装便捷,缩短光源与流道距离,大幅降低光衰减; 支持单面 / 双面光源自由选配。

  2. 全波段可调 LED 面光源 标准可选波段:285nm、295nm、310nm、365nm、395nm、405–425nm 紫、450–475nm 蓝光、520–550nm 绿光、4000K/6000K 白光; 单颗灯珠 2W/3W,功率可编程调节。

  3. 液冷散热独立温控 光源、反应通道双独立控温; 液冷散热抑制 LED 光衰,延长光源使用寿命; 多层热键合玻璃结构,反应、换热一体化集成。

  4. 极致传质传热 芯片内置多级静态混合单元,多相流体瞬时均匀混合; 微结构超高比表面积,传热效率远超传统反应釜,控温精度高、无局部过热。

  5. 模块化灵活拓展模块可自由串联 / 并联,适配一步、多步连续合成:

    • 一步串联:A+B=C

    • 多步串联:A+B=C+Q=D

    • 串并联复合:A+B=Q1、C+D=Q2、Q1+Q2=D 单套系统最多串联 4–6 片独立反应芯片,自由调节物料停留时间,优化产物收率。

  6. 宽工况适配 温度区间:-25℃ ~ 195℃; 最高耐压 18bar; 流量 0.1–100mL/min,适配微量筛选至公斤级小试; 线性放大无工艺返工。

  7. 紧凑易放大 设备占地面积小; 从实验室毫升级可直接线性放大至千吨级工业化产线,消除传统设备放大效应; 窄停留时间分布,目标产物选择性显著提升。

应用领域与适配反应类型

行业应用场景

  1. 医药原料药 & 中间体 伊立替康顺反异构、青蒿素单线态氧氧化、后期 C-H 官能化、同位素标记、药物分子生物偶联、新药筛选光化学合成; 已工业化案例:青蒿素光氧化、维生素 D3/A 合成。

  2. 精细香料单线态氧制备玫瑰氧化物等萜类香料。

  3. 精细化工 光氯化 / 溴化 / 氟化、光烷基化、ε- 己内酰胺合成、硫醇制备、顺反异构、自由基环化; 工业化落地:己内酰胺(东丽)、玫瑰醚(Symrise)。

  4. 新材料与纳米光乳液聚合、气凝胶纳米材料制备。

  5. 环保与水处理光催化降解有机污染物、水分解制氢。

  6. 其他偶氮染料合成、高校实验室教学、新能源催化研究。

可执行有机光化学反应大类

(1)反应机理分类

  1. 光作为引发剂:光子激发自由基,如光卤化、自由基聚合;

  2. 光作为反应底物:无光无法发生的计量级光反应(准计量光化学)。

(2)典型反应类型

  1. 烯烃光异构 / 重排顺反异构、价键异构、双 π- 甲烷重排、δ 迁移重排、周环反应;

  2. 光环加成反应[2+2] 环加成、杂环 [4+4] 光环合;

  3. 单线态氧光氧化烯烃 [1+2] 环加成、Ene 反应、共轭二烯 [1+4] 环加成;

  4. 经典人名光反应Barton 脱羧 / 亚硝酸酯光解、Bergman 芳环化、Wolff 重排、Wohl–Ziegler 卤化、deMayo 反应、Fries 重排、Paternó–Büchi 反应、脱羧偶联等。

迈库弗洛连续流光化学反应器技术规格参数

MICROFLU™系列连续流光化学反应器

型号

MF-V6G-M

MF-V6G-M(HT)

MF-V6G-M(CRT)

MF-V9G-M(CRT)

尺寸

152*152mm

290*290mm

材质

高硼硅玻璃

持液量/反应体积

18ml

18ml

23ml

238ml

反应停留时间(单模块)

10.8s-180min

10.8s-180min

13.8s-230min

-

温度范围

-25°C-195°C

压力范围

0-18bar

流量范围

0.1-100mL/min(最大通量6kg/h)

0.5-3L/min(最大通量180kg/h)

结构类型

-

-

连续旋转

连续旋转

适用反应类型

液液混合及气液混合

液液混合及气液混合,兼容部分固体颗粒

用于连续结晶及对固体颗粒一致性要求较高的,液液、及液固类型工艺

用于连续结晶及对固体颗粒一致性要求较高的,液液、及液固类型工艺

配套夹具材质

PFA/PPS可选

PFA

试剂进出口

两进一出或一进一出(*可定制多路进口

原料进口方式

同轴包被进样

标准串联反应模块数量

6

-

光源类型

LED阵列式面光源

光照类型

双面光照

单个灯珠电功率

2W(通过编程器功率可调/3W

可用光波段范围

280nm

常见光源波段(参考)

285nm、295nm、310nm、365nm、395nm、405-425nm、450-475nm(蓝光)、520-550nm(绿光)、4000K、6000K等

光源散热方式

液冷散热


迈库弗洛光化学系统适用于无试剂化学、光化学。

与可见光光催化相关的优势导致在药物化学中的各种应用,包括药物发现、生物偶联、后期 C-H 功能化和同位素标记。

光氯化、生产维生素D、光烷基化、青蒿素生产(抗疟药)、ε-己内酰胺的生产、光氧化、顺反异构化、氟化、氰化......

     光化学反应器应用领域:偶氮染料、光氯化、水分解、水处理、制药业(生物医药)、研发实验室、教育机构、可替代能源、环境工程学。

只有少量的光化学工艺,如维生素D3和维生素A的合成从(由BASF和Hoffmann-LaRoch),玫瑰醚(Symrise)、己内酰胺(Toray)和青蒿素(Sanofi和Huvepharma)已投入商业应用。

光化学反应器可能的应用领域

烯烃的光异构反应与光重排反应:光诱导顺反异构化反应、光诱导价键异构化反应、双-(π-甲烷)重排反应、光诱导δ迁移重排反应、周环反应等。

光诱导的环合加成:光诱导[2+2]环加成反应、杂环双键[4+4]光环合加成反应生成交叉环合物等。

烯烃的光氧化反应:烯烃与单线态氧的[1+2]环加成反应、O2与烯烃的[1,3]加成反应(“ene”反应)、共轭二烯与单线态氧的[1+4]环加成反应。


光化学反应器(Photo catalytic reactor)是采用光催化反应机理,利用光照和催化剂作用来分解有机物的化学过程。光化学反应器具有反应条件温和、无二次污染等优点。

连续流光化学反应器示意图


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