CEL-LAB200E7平行光化學(xué)反應(yīng)儀，是一款真正意義上的平行反應(yīng)儀，是將LED光源置于10位反應(yīng)器中心，LED光源旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)任一反應(yīng)器同等光功率密度下的照射。反應(yīng)器具備控溫、進(jìn)氣、出氣、實(shí)時(shí)取樣、磁力攪拌等功能，可以同時(shí)10個(gè)樣品平行實(shí)驗(yàn)。 

平行光化學(xué)反應(yīng)儀可應(yīng)用到光催化劑的篩選，提高光催化的效率，實(shí)現(xiàn)了平行樣品的分析。主要用于研究氣相或液相介質(zhì)，固定或流動(dòng)體系，紫外光、單色光、可見(jiàn)光或模擬太陽(yáng)光光照，恒溫，同一光強(qiáng)等條件下的光化學(xué)反應(yīng)。具有提供分析反應(yīng)產(chǎn)物，測(cè)定反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，測(cè)定量子產(chǎn)率等功能，廣泛應(yīng)用光化學(xué)催化、化學(xué)合成、環(huán)境保護(hù)以及生命科學(xué)等研究領(lǐng)域。

CEL-LAB200E7 平行光化學(xué)反應(yīng)儀優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

• 反應(yīng)器標(biāo)配石英反應(yīng)管具備控溫、進(jìn)氣、出氣、實(shí)時(shí)取樣、磁力攪拌等功能；

• LED光源可以圍繞軸心自旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)均勻平行照射；

• LED光源可以在線熱插拔更換不同波長(zhǎng)的光源；

• 實(shí)現(xiàn)了從365nm-940nm可選的14個(gè)單色波長(zhǎng)和可見(jiàn)光白光；

• LED光源功率30W—200W連續(xù)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)寬范圍功率變化；

• LED光源系統(tǒng)光功率、旋轉(zhuǎn)、磁力攪拌分別獨(dú)立控制。

   技術(shù)參數(shù)：

CEL-CLED200R旋轉(zhuǎn)LED燈總成

365nm，395nm，405nm，420nm，455nm，470nm，500nm，520nm，590nm，620nm，660nm，850nm，940nm，白光，模擬日光

HX105恒溫循環(huán)水機(jī)（0-95℃，可調(diào)）

光化學(xué)反應(yīng)儀應(yīng)用領(lǐng)域：

聚同電子的氙燈光源廣泛應(yīng)用于光解水制氫、光降解污染物、各類模擬日光可見(jiàn)光加速實(shí)驗(yàn)、各類模擬日光紫外波段加速實(shí)驗(yàn)等研究領(lǐng)域。氙燈光源可實(shí)現(xiàn)高能量密度、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)照射。結(jié)合各種濾光片可實(shí)現(xiàn)多種的組合手段，實(shí)現(xiàn)窄波段的催化劑改進(jìn)效果評(píng)價(jià)及寬帶通總體催化效果評(píng)價(jià)。聚同氙燈光源產(chǎn)品可配合多種反應(yīng)器（系統(tǒng)）可完成固、液、氣相的在線及離線分析實(shí)驗(yàn)。

光化學(xué)反應(yīng)儀氙燈的選購(gòu)要點(diǎn)：

1、氙燈光源平行光源一般是燈泡通過(guò)光學(xué)器件處理，而在需要高能量的場(chǎng)合則采用橢球反映射鏡。
2、氙燈光源在光化學(xué)中，可由平行光源與反映樣品部分構(gòu)成外照式輻照系（光以平行光束形式從反映系統(tǒng)由外而內(nèi)的進(jìn)行輻照）。
3、氙燈光源至于那些燈源可構(gòu)成匯聚點(diǎn)光源，發(fā)散光源及平行光源則需具體情況具體討論。
4、氙燈光源匯聚點(diǎn)光源通常用于單色儀分光，光纖導(dǎo)入或使用聚焦點(diǎn)的能量集中效應(yīng)（如熱效應(yīng)）。
5、氙燈光源散光源通常是對(duì)燈源未做任何處理（光以球面波形式向整個(gè)空間發(fā)散），在光化學(xué)中，通常冷阱、反應(yīng)器配合，光均勻的向反映物質(zhì)輻射，構(gòu)成所謂的內(nèi)照式輻照系（整個(gè)體系中，光由內(nèi)而外輻照）。
杭州聚同電子光化學(xué)反應(yīng)儀操作說(shuō)明
一、操作說(shuō)明：
1、準(zhǔn)備工作：連接電源。使用該儀器前先把八位反應(yīng)器（或磁力攪拌器）放入主機(jī)箱內(nèi)，石英反應(yīng)管（或反應(yīng)容器）內(nèi)放入磁子。之后檢查所需要使用的汞燈（氙燈）、反應(yīng)器以及冷卻水循環(huán)裝置是否連接好。（如下圖連接）
2、反應(yīng)暗箱內(nèi)設(shè)有八位反應(yīng)器（或磁力攪拌器）和燈的電源接口，請(qǐng)按指示連接。

3、配備進(jìn)口高壓泵：配管尺寸較長(zhǎng)，可平穩(wěn)的進(jìn)行長(zhǎng)距離循環(huán)、冷卻或恒溫機(jī)外實(shí)驗(yàn)容器或建立第二恒溫場(chǎng)。
4、高密度耐腐蝕材料：可循環(huán)純水的循環(huán)泵、冷卻盤(pán)管、吐出口、回流口的關(guān)鍵接口都采用不銹鋼（SUS304）制造。
5、循環(huán)介質(zhì)類型：硅油、水、鹽水、純酒精等實(shí)驗(yàn)室常用循環(huán)介質(zhì)。

歡迎您掃描二維碼獲取資料

研究背景

在連續(xù)流工藝中，原料化合物在極小的空間內(nèi)進(jìn)行快速混合和換熱，并在精確控制反應(yīng)溫度、壓力的情況下，在極短的時(shí)間內(nèi)完成反應(yīng)。因此，對(duì)于常規(guī)下需要小心處理的反應(yīng)體系，如產(chǎn)生劇烈放熱、爆炸風(fēng)險(xiǎn)高的反應(yīng)（自由基反應(yīng)，光化學(xué)反應(yīng)等）或使用劇毒化學(xué)品的反應(yīng)，連續(xù)流反應(yīng)系統(tǒng)適用性更高。

光 氣的連續(xù)在線制備

光 氣(COCl2)是一種非常重要的有機(jī)中間體，具有很高的反應(yīng)活性，但同時(shí)毒性極高。本文作者研究了一種新的流動(dòng)光化學(xué)方法，以CHCl3和氧氣（O2）在光照下在線制備COCl2，獲得96%的收率。這個(gè)連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)系統(tǒng)可以合成有價(jià)值的氯甲酸酯，碳酸酯和聚碳酸酯。

圖1. 反應(yīng)流程及裝置圖

如上圖所示，反應(yīng)器由12個(gè)石英玻璃管和一個(gè)40 W的低壓水銀燈作組成，總持液體積12.1ml。氯仿(CHCl3) 通過(guò)注射泵注入，氧氣（O2）通過(guò)質(zhì)量流量控制器(MFC)輸送，兩股物料混合時(shí)并伴有90℃加熱至氣態(tài)，混合氣體進(jìn)入光化學(xué)反應(yīng)器中（反應(yīng)器溫度50℃），在一定波長(zhǎng)下，在線生成光 氣，然后進(jìn)一步與醇類底物進(jìn)行反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物。

研究過(guò)程

一.工藝參數(shù)篩選

作者以正丁醇為底物篩選出光 氣的最 優(yōu)反應(yīng)條件，從反應(yīng)器出口得到的光 氣進(jìn)一步與丁醇反應(yīng)，得到產(chǎn)物1a和2a，并通過(guò)核磁來(lái)計(jì)算反應(yīng)收率。

篩選條件時(shí)，通過(guò)控制氯仿和氧氣的物料流速來(lái)調(diào)整反應(yīng)時(shí)間（exposure time）以及反應(yīng)配比，得到的結(jié)果如下圖所示。

表1.工藝參數(shù)篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果

二. 半連續(xù)方式進(jìn)行底物拓展

在篩選出最 優(yōu)的制備光 氣條件后，作者嘗試不同醇類作為底物，以半連續(xù)的方式（光 氣采取連續(xù)流反應(yīng)制備，碳酸酯采取釜式攪拌制備）進(jìn)行碳酸酯的合成，均獲得了不錯(cuò)的收率，其中部分底物收率最 高可達(dá)98%，結(jié)果如下。

圖2. 半連續(xù)反應(yīng)流程圖

三. 全連續(xù)方式制備碳酸酯

作者進(jìn)一步將整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)建為全連續(xù)化，在有/無(wú)溶劑，有/無(wú)有機(jī)堿以及不同有機(jī)堿的體系下拓展了反應(yīng)底物，結(jié)果如下。

表2.全連續(xù)制備碳酸脂結(jié)果

可以看出，將整個(gè)系統(tǒng)整合成全連續(xù)過(guò)程，可以達(dá)到較好的收率。全連續(xù)化的實(shí)現(xiàn)也能大大增加化學(xué)反應(yīng)的可靠性，穩(wěn)定性和安全性。

總結(jié)

• 通過(guò)連續(xù)流光化學(xué)反應(yīng)器在線制備光 氣是可行的；

• 結(jié)合半連續(xù)和全連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)，能成功地完成各類碳酸酯和氯甲酸酯的合成。

參考文獻(xiàn)：Org. Process Res. Dev，November 11, 2022

一、背景介紹

LED光源的持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)了光化學(xué)在有機(jī)合成中的應(yīng)用，但想實(shí)現(xiàn)＞100 kg規(guī)模的光化學(xué)合成仍然存在一定困難，主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)釜內(nèi)光的穿透性較差。連續(xù)流能夠通過(guò)平推流或連續(xù)攪拌使得反應(yīng)液能夠更加接近高強(qiáng)度的光源，有效克服了傳統(tǒng)反應(yīng)釜的缺陷。

圖1. [2 + 2]光化學(xué)環(huán)加成制備化合物2

近期，凱萊英的研究人員使用順丁烯二酸酐（1）和乙烯進(jìn)行[2 + 2]光化學(xué)環(huán)加成反應(yīng)（圖1），并對(duì)該工藝進(jìn)行了優(yōu)化放大，獲得了很好的量產(chǎn)化結(jié)果。

二、 實(shí)驗(yàn)部分

首先研究人員對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，使用365 nm波長(zhǎng)LED燈作為光源使用苯甲酮作為光敏劑，對(duì)反應(yīng)溶劑進(jìn)行了篩選（圖2），由圖中可以看出，結(jié)合轉(zhuǎn)化率和選擇性，丙酮是該反應(yīng)的ZY溶劑。

圖2. 不同溶劑對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和純度的影響

然后對(duì)光敏劑用量進(jìn)行了篩選（表1），為了平衡反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和后處理重結(jié)晶效率，ZZ選擇10 %摩爾當(dāng)量的光敏劑用量。

表1.光敏劑用量對(duì)反應(yīng)產(chǎn)能的影響

接著，研究人員對(duì)反應(yīng)所用的管線內(nèi)徑、混合方式、LED光源功率等設(shè)備參數(shù)進(jìn)行了研究（表2）.

表2.裝置設(shè)計(jì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)能的影響

ZH為了達(dá)到500 g/天產(chǎn)能的要求，研究人員自主搭建了一套光化學(xué)反應(yīng)裝置（圖3）。結(jié)合之前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)定了驗(yàn)證性運(yùn)行的具體實(shí)驗(yàn)條件（表3）。該系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行了51 h，間隔4 h取樣進(jìn)行轉(zhuǎn)化率和收率的檢測(cè)以驗(yàn)證工藝的穩(wěn)定性，分離收率達(dá)到91 %，產(chǎn)能達(dá)到646 g/天（圖4）。

圖3. 500克/天產(chǎn)能工藝試運(yùn)行的流程圖

表3.驗(yàn)證性運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)條件

圖4. 51小時(shí)驗(yàn)證性運(yùn)行的取樣結(jié)果

三、擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)    

為了達(dá)到5 kg/天的目標(biāo)產(chǎn)能，研究人員對(duì)現(xiàn)有裝置進(jìn)行了改造，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行過(guò)程安全分析的考慮，通過(guò)引入PLC系統(tǒng)、加裝氣體報(bào)警傳感器、加入壓力傳感器等措施對(duì)反應(yīng)裝置進(jìn)行改進(jìn)，以確保生產(chǎn)過(guò)程中的安全措施（圖5）。

1. 生產(chǎn)裝置由三個(gè)獨(dú)立模塊組成 （20.76 L持液體積，10 mm外徑)，光源由6個(gè)3 kw 的365 nm 波長(zhǎng)LED面板組成（圖6）。

圖5. 生產(chǎn)裝置改進(jìn)流程圖

圖6.生產(chǎn)規(guī)模的光化學(xué)裝置實(shí)物圖

2. 研究人員使用上述裝置進(jìn)行工程運(yùn)行以驗(yàn)證工藝，并對(duì)反應(yīng)停留時(shí)間的邊界條件進(jìn)行了探索（圖7），由圖中可以看出，當(dāng)反應(yīng)停留時(shí)間小于2h時(shí)，原料剩余會(huì)大于5%，因此反應(yīng)停留時(shí)間需控制在2h以上。

圖7.工程運(yùn)行的總結(jié)

表4. 示范運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)條件

隨后研究人員又使用該裝置進(jìn)行了45 h的不間斷的示范性運(yùn)行（表4）。ZH，研究人員使用該裝置連續(xù)不間斷運(yùn)行了1周，經(jīng)過(guò)優(yōu)化，反應(yīng)停留時(shí)間由原來(lái)的2 h降低至1.9 h（圖8），間隔6 h取樣，確保原料剩余小于5 %，經(jīng)過(guò)1周的穩(wěn)定運(yùn)行，獲得了51.8 kg的化合物2，超過(guò)了5 kg/天的生產(chǎn)目標(biāo)，經(jīng)過(guò)多批次生產(chǎn)共獲得大于250 kg的化合物2。

圖8. 批量生產(chǎn)化合物2的結(jié)果

四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

● 作者通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的篩選、實(shí)驗(yàn)參數(shù)調(diào)整及生產(chǎn)前詳盡的過(guò)程安全評(píng)估，完成了順丁烯二酸酐和乙烯的[2 + 2]光化學(xué)連續(xù)流環(huán)加成反應(yīng)的放大生產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)了大于5 kg/天的生產(chǎn)目標(biāo)。為后繼開(kāi)發(fā)者提供了思路和參考

● 連續(xù)流動(dòng)化學(xué)為大家拓寬了光化學(xué)合成反應(yīng)的領(lǐng)域，幫助大家跳出釜式反應(yīng)的限制。光化學(xué)反應(yīng)的工業(yè)化，進(jìn)步空間還很大，相信更多的研究案例會(huì)出來(lái)。

**此外：

● 從文中可以看出，小試和放大的工藝條件并不相同，也就意味著使用自制的反應(yīng)器可能存在著放大效應(yīng)；

● 光化學(xué)反應(yīng)液濃度較稀，自制反應(yīng)器會(huì)受到產(chǎn)能的限制；

● 康寧反應(yīng)器無(wú)放大效應(yīng)，從實(shí)驗(yàn)室小試到工業(yè)化生產(chǎn)可以省去中間參數(shù)重新優(yōu)化以及設(shè)備更改的時(shí)間和工作量，大大提GX率和質(zhì)量。

● 康寧G3光化學(xué)反應(yīng)器年通量可達(dá)1000噸，滿足客戶不同級(jí)別的產(chǎn)能需求。

　光化學(xué)柱后衍生器可以取代傳統(tǒng)的電化學(xué)衍生法，在線對(duì)黃曲霉毒素B1、G1進(jìn)行衍生，不需要任何化學(xué)試劑，無(wú)需清洗儀器，減少對(duì)色譜儀的腐蝕，同時(shí)更好的保護(hù)操作人員，用于液相色譜熒光法檢測(cè)黃曲霉毒素，有效提高檢測(cè)的靈敏度。不會(huì)對(duì)分析物結(jié)構(gòu)有影響的。光化學(xué)柱后衍生器廣泛應(yīng)用于液相色譜檢測(cè)分析, 使用時(shí)置于色譜柱和檢測(cè)器之間，進(jìn)行柱后連續(xù)光化學(xué)衍生反應(yīng)提高熒光、紫外、電化學(xué)檢測(cè)和化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器的靈敏度和響應(yīng)的選擇性。