歐世盛受邀參加藥融圈專(zhuān)享會(huì )，分享實(shí)驗室流動(dòng)化學(xué)的完整構成

歐世盛金英澤總經(jīng)理受邀參加藥融圈第144場(chǎng)專(zhuān)享會(huì )，和制藥上下游精英一起探討流動(dòng)化學(xué)的完整構成。

藥融圈第144場(chǎng)專(zhuān)享會(huì )嘉賓：歐世盛（北京）科技有限公司總經(jīng)理  金英澤

流動(dòng)化學(xué)實(shí)驗室工藝設備

目前，只要提起流動(dòng)化學(xué)總是給人很高大上的印象，動(dòng)輒單價(jià)上百萬(wàn)的設備，讓很多企業(yè)望而卻步。我們近年來(lái)通過(guò)與眾多科研院所和企業(yè)的實(shí)際合作，總結并開(kāi)發(fā)出了一整套流動(dòng)化學(xué)實(shí)驗室工藝設備。今天先給大家說(shuō)一說(shuō)實(shí)驗室流動(dòng)化學(xué)的完整構成。

流動(dòng)化學(xué)模塊系統流程圖

如上圖所示，這就是一個(gè)完整的流動(dòng)化學(xué)實(shí)驗室。目前一般早期的流動(dòng)化學(xué)實(shí)驗室只有前三個(gè)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(gè)標準實(shí)驗流程。

如果是從小試開(kāi)發(fā)起步，實(shí)際投入十萬(wàn)就可以開(kāi)始了。首先像大家介紹一下微反應器，在很多人看來(lái)，連續化學(xué)主要是買(mǎi)一個(gè)好的微反，這是一個(gè)很大的誤區。市場(chǎng)上賣(mài)的進(jìn)口微反大多大幾十萬(wàn)起步，國產(chǎn)也要十幾萬(wàn)起步，而通過(guò)我們實(shí)際使用，用幾個(gè)三通來(lái)做微混合器，用金屬盤(pán)管根據自己的反應類(lèi)型需求來(lái)訂做微反應器，就可以解決90%以上的反應類(lèi)型，這樣的微反總投入幾百元就搞定了。清華大學(xué)，藥明康德等實(shí)驗室目前開(kāi)展的實(shí)驗都是依靠這類(lèi)管反來(lái)實(shí)現的。

而進(jìn)料環(huán)節的輸液泵，在實(shí)際應用上將起決定性作用，因為進(jìn)料不準，合成的效果將無(wú)從談起。目前市場(chǎng)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(lèi)泵帶有機械單向閥，而單向閥的間隙過(guò)小，所以不能通過(guò)粘性或帶有任何顆粒的液體），輸液壓力高，但由于結構原因，必然會(huì )在出液時(shí)帶有微小脈動(dòng)，還有就是此類(lèi)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(cháng)期流速在50ml/min，就需要購買(mǎi)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，穩定性*，這樣供液更準確，穩定性更好，壽命更長(cháng)，而其他公司都是采用膠粘工藝，其可靠性可想而知。其次，根據醫藥化工的特點(diǎn)，很多原料是粘性溶液，或要求無(wú)脈動(dòng)連續供液，這樣柱塞泵就不能滿(mǎn)足了。我司據此需求開(kāi)發(fā)了連續高壓注射泵，0~200ml/min范圍內無(wú)級變速無(wú)脈動(dòng)供液，高可供100cp（類(lèi)似色拉油）粘度溶液，也可供酸堿腐蝕性溶液。還開(kāi)發(fā)了體積流速更小的玻璃連續注射泵，流速范圍0~20ml/min，壓力0~1MPa，適用于早期實(shí)驗應用。

微反的后面一般都要加背壓閥，市場(chǎng)上目前都是手動(dòng)背壓閥，我們根據實(shí)際應用需求，開(kāi)發(fā)了全自動(dòng)設定背壓閥，調節時(shí)間在三秒以?xún)?，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(huì )很長(cháng)時(shí)間，公司針對這種情況研發(fā)了在線(xiàn)的紫外、傅立葉近紅外和拉曼檢測器，

可根據被檢溶液的組成選擇適合的檢測器，我們推出的比進(jìn)口的價(jià)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，可選擇時(shí)間、濃度等方式分類(lèi)收集，還可在線(xiàn)稀釋?zhuān)占谶M(jìn)樣器的小瓶中，然后可直接放在氣相或液相的移動(dòng)進(jìn)樣器中。另外公司所有的產(chǎn)品都可做到遠程無(wú)線(xiàn)控制，我們專(zhuān)門(mén)開(kāi)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(lèi)型在流動(dòng)化學(xué)中的應用

下面和大家說(shuō)說(shuō)具體的反應類(lèi)型在流動(dòng)化學(xué)的體系下的應用。

01鋰化反應

特點(diǎn)：鋰化試劑，極度易燃; 局部過(guò)熱，收率低；超低溫控制能耗大；

連續反應裝備搭建：輸液泵（3臺）；微混合器(2個(gè))；管式反應器(1套)；低溫循環(huán)?。?臺，-40oC）；

優(yōu)勢：收率顯著(zhù)提高溫度提升至-40oC，能耗降低；副產(chǎn)物有效控制，收率顯著(zhù)提高；通量達2.8L/h(~230g/h)；

02硝化反應

特點(diǎn)：反應放熱劇烈，易沖料；溫度飛溫控制難度大；加料時(shí)間長(cháng)；產(chǎn)物碳化；小試中試放大效應；

連續反應裝備搭建：輸液泵（2臺）；微混合器(1個(gè))；管式反應器(1套)；循環(huán)?。?臺）；

適用體系：混酸體系、酸溶劑體系。

03高溫高壓反應

特點(diǎn)：溶劑沸點(diǎn)高；收率低；難純化；

連續反應裝備搭建：輸液泵（1臺或者2臺）；T混合器(1個(gè))；管式反應器(1套)；加熱?。?套）；背壓閥（1臺）。

下圖是我們公司應用總監王海玉在OPRD期刊中的題目。

今天就和大家先分享這幾個(gè)反應類(lèi)型，這些反應類(lèi)型的初步篩選和小規模中試都是通過(guò)微混合器和管式反應器來(lái)完成。目前這種危險反應用連續化反應裝置來(lái)控制確實(shí)效果很好。

問(wèn)答環(huán)節

Q:周建 元延醫藥：氫化反應適用嗎？

A:金英澤回答：氫化反應用簡(jiǎn)單的微混合器+管反的效果不太好，需要專(zhuān)門(mén)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(méi)有可能氮氣釋放過(guò)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(huì )看到有氣泡釋放，如果濃度太大會(huì )影響反應。

Q:劉國超 前線(xiàn)生物：連續式的格式試劑制備有沒(méi)有實(shí)現？

A:金英澤回答：目前用微反實(shí)現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+管反連續化方案，很感興趣。

A:金英澤回答：微反的設計確實(shí)需要根據自己反應類(lèi)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(shí)一直想嘗試微反和其他連續流。但是確實(shí)像您所說(shuō)，前期還是得有相應的實(shí)驗摸索，有沒(méi)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。