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藥融圈第144場專享會嘉賓：歐世盛（北京）科技有限公司總經(jīng)理 金英澤
流動化學實驗室工藝設備
目前，只要提起流動化學總是給人很高大上的印象，動輒單價上百萬的設備，讓很多企業(yè)望而卻步。我們近年來通過與眾多科研院所和企業(yè)的實際合作，總結(jié)并開發(fā)出了一整套流動化學實驗室工藝設備。今天先給大家說一說實驗室流動化學的完整構(gòu)成。
流動化學模塊系統(tǒng)流程圖
如上圖所示，這就是一個完整的流動化學實驗室。目前一般早期的流動化學實驗室只有前三個模塊，之所以配備后面的模塊是為了能夠完整快捷的完成一個標準實驗流程。
如果是從小試開發(fā)起步，實際投入十萬就可以開始了。首先像大家介紹一下微反應器，在很多人看來，連續(xù)化學主要是買一個好的微反，這是一個很大的誤區(qū)。市場上賣的進口微反大多大幾十萬起步，國產(chǎn)也要十幾萬起步，而通過我們實際使用，用幾個三通來做微混合器，用金屬盤管根據(jù)自己的反應類型需求來訂做微反應器，就可以解決90%以上的反應類型，這樣的微反總投入幾百元就搞定了。清華大學，藥明康德等實驗室目前開展的實驗都是依靠這類管反來實現(xiàn)的。
而進料環(huán)節(jié)的輸液泵，在實際應用上將起決定性作用，因為進料不準，合成的效果將無從談起。目前市場上都是提供高壓柱塞泵（高壓凸輪泵，高壓平流泵，液相泵）。這種泵適合輸送純凈稀釋溶液（因此類泵帶有機械單向閥，而單向閥的間隙過小，所以不能通過粘性或帶有任何顆粒的液體），輸液壓力高，但由于結(jié)構(gòu)原因，必然會在出液時帶有微小脈動，還有就是此類泵的流量范圍不能太寬泛，例如0~50ml/min的泵流速范圍是15~35ml/min，若想長期流速在50ml/min，就需要購買0-100ml/min的泵。影響這種泵的精度因素主要是寶石柱塞桿的同軸度和牢固性。我司的柱塞桿采用我司*的冷壓工藝技術(shù)，同軸度達到∮0.01mm，穩(wěn)定性*，這樣供液更準確，穩(wěn)定性更好，壽命更長，而其他公司都是采用膠粘工藝，其可靠性可想而知。其次，根據(jù)醫(yī)藥化工的特點，很多原料是粘性溶液，或要求無脈動連續(xù)供液，這樣柱塞泵就不能滿足了。我司據(jù)此需求開發(fā)了連續(xù)高壓注射泵，0~200ml/min范圍內(nèi)無級變速無脈動供液，高可供100cp（類似色拉油）粘度溶液，也可供酸堿腐蝕性溶液。還開發(fā)了體積流速更小的玻璃連續(xù)注射泵，流速范圍0~20ml/min，壓力0~1MPa，適用于早期實驗應用。
微反的后面一般都要加背壓閥，市場上目前都是手動背壓閥，我們根據(jù)實際應用需求，開發(fā)了全自動設定背壓閥，調(diào)節(jié)時間在三秒以內(nèi)，可以直接觸屏和PC端控制。
在背壓閥的后出液端一般是要上氣相或液相做檢測的，這樣會很長時間，公司針對這種情況研發(fā)了在線的紫外、傅立葉近紅外和拉曼檢測器，
可根據(jù)被檢溶液的組成選擇適合的檢測器，我們推出的比進口的價格便宜一半以上，極大緩解了企業(yè)的采購成本。檢測器的后端我們還研發(fā)了樣品收集系統(tǒng)，可選擇時間、濃度等方式分類收集，還可在線稀釋，收集在進樣器的小瓶中，然后可直接放在氣相或液相的移動進樣器中。另外公司所有的產(chǎn)品都可做到遠程無線控制，我們專門開發(fā)了管理軟件，便于遠程控制管理，也可在軟件中建立分析篩選模型，快速建立工藝方法。
反應類型在流動化學中的應用
下面和大家說說具體的反應類型在流動化學的體系下的應用。
01鋰化反應
特點：鋰化試劑，極度易燃; 局部過熱，收率低；超低溫控制能耗大；
連續(xù)反應裝備搭建：輸液泵（3臺）；微混合器(2個)；管式反應器(1套)；低溫循環(huán)浴（1臺，-40oC）；
優(yōu)勢：收率顯著提高溫度提升至-40oC，能耗降低；副產(chǎn)物有效控制，收率顯著提高；通量達2.8L/h(~230g/h)；
02硝化反應
特點：反應放熱劇烈，易沖料；溫度飛溫控制難度大；加料時間長；產(chǎn)物碳化；小試中試放大效應；
連續(xù)反應裝備搭建：輸液泵（2臺）；微混合器(1個)；管式反應器(1套)；循環(huán)浴（1臺）；
適用體系：混酸體系、酸溶劑體系。
03高溫高壓反應
特點：溶劑沸點高；收率低；難純化；
連續(xù)反應裝備搭建：輸液泵（1臺或者2臺）；T混合器(1個)；管式反應器(1套)；加熱浴（1套）；背壓閥（1臺）。
下圖是我們公司應用總監(jiān)王海玉在OPRD期刊中的題目。
今天就和大家先分享這幾個反應類型，這些反應類型的初步篩選和小規(guī)模中試都是通過微混合器和管式反應器來完成。目前這種危險反應用連續(xù)化反應裝置來控制確實效果很好。
問答環(huán)節(jié)
Q:周建 元延醫(yī)藥：氫化反應適用嗎？
A:金英澤回答：氫化反應用簡單的微混合器+管反的效果不太好，需要專門氫化設備。
Q:范宇紅 常州朗煜總經(jīng)理：OPRD那篇文章，管式反應7分鐘，N3環(huán)合釋放一當量的氮氣，反應量多少？有沒有可能氮氣釋放過快，發(fā)生危險？
A:金英澤回答：體系濃度在0.5m，有壓力控制，背壓閥后端會看到有氣泡釋放，如果濃度太大會影響反應。
Q:劉國超 前線生物：連續(xù)式的格式試劑制備有沒有實現(xiàn)？
A:金英澤回答：目前用微反實現(xiàn)格式試劑的制備效果不好，可以嘗試CSTR。
Q:聶強 達得利化工：我對金總的配件+管反連續(xù)化方案，很感興趣。
A:金英澤回答：微反的設計確實需要根據(jù)自己反應類型去設計，商品化的微反有一定的局限性。
Q:范宇紅 常州朗煜總經(jīng)理：其實一直想嘗試微反和其他連續(xù)流。但是確實像您所說，前期還是得有相應的實驗摸索，有沒有一些裝置可以在少量投入基礎上，做一些前期探索？
A:金英澤回答：非均相用管反效果不好，用板式微反效果更好。非均相用管反效果不好，用板式微反效果更好。
