連續(xù)流光化學(xué)反應(yīng)器（光催化）

光催化反應(yīng)對人類的生存和發(fā)展起著不可或缺的作用。從光合作用合成人類基本生存所需的氮?dú)?、食品和衣物到社會高度發(fā)展所需的各種新型材料、保健藥品以及維護(hù)生態(tài)環(huán)境的光化學(xué)廢物處理, 人類生活的很多方面都與光化學(xué)反應(yīng)相關(guān)。有光參與的化學(xué)反應(yīng)避免了許多傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)給環(huán)境帶來的污染(如有毒溶劑和廢水)。此外, 通過光化學(xué)處理各種有機(jī)廢物, 還可以消除對環(huán)境的影響。

作為最基本的物理化學(xué)反應(yīng)之一，光化學(xué)與許多生命過程緊密相關(guān)，并且在有機(jī)合成、環(huán)境保護(hù)、新材料、新能源等領(lǐng)域也發(fā)揮著重要的作用。近年來光化學(xué)反應(yīng)與連續(xù)流技術(shù)的結(jié)合受到了越來越多科研院所與工業(yè)界研究人員的注意。這兩種技術(shù)的結(jié)合，可以極大地縮短反應(yīng)時間，提高反應(yīng)的選擇性以及安全性，在許多方面具有傳統(tǒng)燒瓶反應(yīng)無法比擬的優(yōu)越性。

光催化合成反應(yīng)因具有使用清潔能源，高能量利用率，高選擇性，高原子經(jīng)濟(jì)性，反應(yīng)條件溫和可控等諸多優(yōu)勢。光化學(xué)反應(yīng)器擁有透光率高、耐高溫、耐高壓、光強(qiáng)度大、光源純凈，控溫精準(zhǔn)、無放大效應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)器主要用于研究氣相、液相固相、流動體系在模擬紫外光、模擬可見光、特種模擬光照射下，負(fù)載光催化劑等條件下的光化學(xué)反應(yīng)。

光催化反應(yīng)器用于進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，水分解和光氯化反應(yīng)。反應(yīng)在光子和催化劑的存在下進(jìn)行。因此，它被稱為光催化反應(yīng)或光化學(xué)反應(yīng)。該反應(yīng)器也稱為光催化反應(yīng)器。

產(chǎn)品類別：光化學(xué)反應(yīng)器；流動光反應(yīng)器；高壓光反應(yīng)器；微流光反應(yīng)器；光催化反應(yīng)器。

微結(jié)構(gòu)和可見光提高了光化學(xué)合成的效率

在過去的一個世紀(jì)里，合成有機(jī)光化學(xué)得到了廣泛的探索，通常為制備復(fù)雜的有機(jī)分子鋪平了道路，這些分子無法通過經(jīng)典的熱化學(xué)途徑獲得。幾種光化學(xué)合成已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用，用于生產(chǎn)日?；瘜W(xué)品。然而，直到最近，光化學(xué)還沒有被充分利用為有機(jī)化學(xué)中的合成方法。隨著利用可見光的新型光催化和光物理概念的出現(xiàn)，合成有機(jī)光化學(xué)的研究領(lǐng)域近年來已發(fā)展成為一種極其多樣化和廣泛認(rèn)可的合成方法。同時，連續(xù)流動化學(xué)和微工藝技術(shù)已成為化學(xué)合成的成熟工具，并已被證明是光化學(xué)在學(xué)術(shù)和工業(yè)研究中發(fā)展的完美合作伙伴。

微結(jié)構(gòu)流動反應(yīng)器是進(jìn)行光化學(xué)合成的理想選擇，它使入射光與微結(jié)構(gòu)中的液相和氣相以及固體催化劑完美接觸。通過通道或毛細(xì)管中工藝流通過其流速精確定義的照射時間，對光化學(xué)過程進(jìn)行精確控制。我們使用節(jié)能的LED技術(shù)在合成中進(jìn)行波長選擇性照射。目前可用的光發(fā)射器尺寸小，使這些光源能夠?qū)ｉT適應(yīng)各種微反應(yīng)器架構(gòu)。

可提供給我們的客戶

除了開發(fā)和制造光微反應(yīng)器和相關(guān)合成設(shè)備外，我們還為您所需的合成工藝進(jìn)行可行性研究。我們也很樂意在隨后將評估過程轉(zhuǎn)移到連續(xù)流動操作的過程中陪伴您，并利用我們在反應(yīng)器和設(shè)備開發(fā)方面的專業(yè)知識，直至中試規(guī)模。

我們關(guān)注連續(xù)流動級聯(lián)反應(yīng)的發(fā)展，為此我們希望將光化學(xué)催化（例如與貴金屬、有機(jī)或生物催化）相結(jié)合，從而為多級合成創(chuàng)造特別大的協(xié)同作用。

采用微結(jié)構(gòu)光化學(xué)反應(yīng)器后利益&技術(shù)優(yōu)勢

· 在可見光下，溫和的反應(yīng)條件可減少工藝溶液中的降解，從而最大限度地提高產(chǎn)品質(zhì)量。

· 光化學(xué)與熱化學(xué)的不同反應(yīng)性為您的產(chǎn)品組合提供了新的合成路線和產(chǎn)品。

· 光化學(xué)與其他催化過程的高度兼容性，可以有針對性地集成到您現(xiàn)有的合成過程中。

· 巧妙的反應(yīng)器設(shè)計(jì)可確保更好的過程控制。

· 工藝強(qiáng)化避免了不必要的浪費(fèi)。

· 流動反應(yīng)器的固有放大會自動降低工藝成本。

一、連續(xù)流光催化反應(yīng)優(yōu)勢

1、傳質(zhì)傳熱效率高：連續(xù)流光化學(xué)反應(yīng)器的通道尺寸一般小于1mm,液體物料在其中以層流(Laminar flow)的形式通過。當(dāng)液體以這種形式流動時，物料混合效果由各平行薄層的擴(kuò)散情況決定，通道尺寸越小，物料混合均勻所需的時間越短。對于連續(xù)流光反應(yīng)器，物料的混合可以在毫秒級的時間內(nèi)完成，效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的燒瓶反應(yīng)器，由此可以極大的避免因局部濃度不均勻而引發(fā)的副反應(yīng)。在光化學(xué)反應(yīng)過程中，除反應(yīng)自身生成的熱量外，光源的照射也會引起反應(yīng)溫度上升。得益于自身巨大的比表面積，連續(xù)流反應(yīng)器可以及時將多余的熱量移出，避免因局部過熱生成大量的副產(chǎn)物。

2、實(shí)現(xiàn)多步反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行：一些復(fù)雜的有機(jī)化合物，其合成過程不僅需要多步反應(yīng)，且中間產(chǎn)物也需要經(jīng)過提純才可投入下步反應(yīng)，而這些過程就需要消耗大量的時間和人力。連續(xù)流技術(shù)則提供了一種可能的簡化途徑。對于一些生成不穩(wěn)定的中間體，如重氮鹽、疊氮化合物的反應(yīng)，連續(xù)流光化學(xué)反應(yīng)也比燒瓶反應(yīng)更具優(yōu)勢。

3、增加操作過程中的安全性：與傳統(tǒng)的反應(yīng)器相較，連續(xù)流反應(yīng)器中持有的反應(yīng)物料量明顯要少，因此可以降低一些危險(xiǎn)反應(yīng)，如易爆、劇毒反應(yīng)的安全隱患。即使發(fā)生事故，由于反應(yīng)器內(nèi)部的物料量少，產(chǎn)生的危害也會大大減小。因?yàn)榫邆涓玫陌踩?，連續(xù)流反應(yīng)許多在燒瓶中無法實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)提供了可能的實(shí)現(xiàn)途徑，此外連續(xù)流反應(yīng)放大效應(yīng)小，更容易實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大生產(chǎn)。

二、光催化反應(yīng)光源種類

可用于光催化反應(yīng)器的光源主要有高壓汞燈、氙燈、碘鎢燈、LED等幾種，

其中LED根據(jù)波長范圍劃分，又可以分為UV-LED和VIS-LED。根據(jù)芯片的排列方式不同，又可以分為LED點(diǎn)光源、LED線光源、LED面光源。其中，最適合跟板式微通道反應(yīng)器聯(lián)用的為LED面光源。

VIS-LED可見光光源：藍(lán)光-LED、紫光-LED、6000K-LED、4000K-LED。

UV-LED紫外光光源：UVA-LED、UVB-LED、UVC-LED。

UVA-LED長波紫外光源：315nm-LED、365nm-LED

UVB-LED中波紫外線：280nm-LED、300nm-LED

UVC-LED短波紫外線：200-275nm。

Vacuum UV真空紫外光：10--200nm。

VIS-LED面可見光光源技術(shù)參數(shù)：

UV-LED面紫外光源技術(shù)參數(shù)：

三、光催化反應(yīng)器優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：無污染、穩(wěn)定、功率可調(diào)節(jié)、光強(qiáng)大、無需濾光片、易形成撬裝;輕薄、精度高高光強(qiáng)及輻照度、穩(wěn)定性好易形成撬裝、外形規(guī)則、空間干涉小、方便調(diào)節(jié)發(fā)光距離、可搭配散熱器一起使用。

缺點(diǎn)：波長選擇不可調(diào)節(jié)、定制性強(qiáng)。

四、光催化反應(yīng)器分類

光催化微反應(yīng)器根據(jù)形態(tài)劃分，主要分為管式微反應(yīng)器和板式微反應(yīng)器兩種。

根據(jù)材質(zhì)區(qū)分，又可以分為玻璃、石英、PMMA、PDMS等幾種微反應(yīng)器。

其中玻璃微反應(yīng)器根據(jù)玻璃種類不同又可分為鈉鈣、鋁硅、鉛硅、高硼硅等幾種

微反應(yīng)器，石英微反應(yīng)器又可分為JGS1、JGS2型。

管式光催化反應(yīng)器與板式光催化反應(yīng)器優(yōu)勢對比：

五、MF系列光催化反應(yīng)器技術(shù)參數(shù)

由于玻璃的透光性，在光催化方向，玻璃微反應(yīng)器更優(yōu)于其他材質(zhì)的微反應(yīng)器。采用進(jìn)口高硼硅浮法玻璃，其通光性在280nm到380nm這個區(qū)間段紫外光透光率能超過80%。并且比傳統(tǒng)的管式催化，微反應(yīng)器還能通過換熱層的應(yīng)用，增加催化條件，促進(jìn)反應(yīng)物生成。

六、光化學(xué)反應(yīng)器應(yīng)用領(lǐng)域

偶氮染料

光氯化

水分解

水處理

制藥業(yè)（生物醫(yī)藥）

研發(fā)實(shí)驗(yàn)室

教育機(jī)構(gòu)

可替代能源

環(huán)境工程學(xué)

只有少量的光化學(xué)工藝，如維生素D3和維生素A的合成從（由BASF和Hoffmann-LaRoch），玫瑰醚（Symrise）、己內(nèi)酰胺（Toray）和青蒿素（Sanofi和Huvepharma）已投入商業(yè)應(yīng)用。

七、光催化微反應(yīng)器可能的應(yīng)用領(lǐng)域

烯烴的光異構(gòu)反應(yīng)與光重排反應(yīng)：光誘導(dǎo)順反異構(gòu)化反應(yīng)、光誘導(dǎo)價鍵異構(gòu)化反應(yīng)、雙-（π-甲烷）重排反應(yīng)、光誘導(dǎo)δ遷移重排反應(yīng)、周環(huán)反應(yīng)等。

光誘導(dǎo)的環(huán)合加成：光誘導(dǎo)[2+2]環(huán)加成反應(yīng)、雜環(huán)雙鍵[4+4]光環(huán)合加成反應(yīng)生成交叉環(huán)合物等。

烯烴的光氧化反應(yīng)：烯烴與單線態(tài)氧的[1+2]環(huán)加成反應(yīng)、O2與烯烴的[1,3]加成反應(yīng)（“ene”反應(yīng)）、共軛二烯與單線態(tài)氧的[1+4]環(huán)加成反應(yīng)。

有機(jī)光化學(xué)反應(yīng)類型：

1. 光作為引發(fā)劑：光引發(fā)誘導(dǎo)產(chǎn)生自由基反應(yīng)，典型的反應(yīng)有自由基聚合以及光鹵化反應(yīng)。

2. 光參與反應(yīng)：Quasi-Stoichiometric反應(yīng)：光是作為反應(yīng)物，沒有光的參與，反應(yīng)不能發(fā)生。

光化學(xué)反應(yīng)應(yīng)用類型

Barton亞硝酸酯光解反應(yīng)、Barton自由基脫羧反應(yīng)、Bergman芳環(huán)化反應(yīng)

、Brandi-Guama螺環(huán)丙烷重排反應(yīng)、Büchner擴(kuò)環(huán)反應(yīng)、Curtius 重排、deMayo反應(yīng)(de Mayo Reaction)、Dimroth重排反應(yīng)、Di-π-methane重排(Di-π-methane Rearrangement)、Feldman烯烴環(huán)戊烷合成反應(yīng)、Fries重排

、Nazarov環(huán)化反應(yīng)、Paternó–Büchi反應(yīng)、Reimer–Tiemann反應(yīng)、Vinylcyclopropane-cyclopentene rearrangement（烯基環(huán)丙烷-環(huán)戊烯重排）

、Wolff重排、Wohl–Ziegler反應(yīng)、Ciamician–Dennstedt重排、脫羧偶聯(lián)反應(yīng) Decarboxylative Coupling、光氯化、光烷基化。

應(yīng)用領(lǐng)域

· 光氯化

· 維生素D的生產(chǎn)

· 光烷基化

· 青蒿素生產(chǎn)（抗瘧疾藥物）

· 己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)

6個單一波長的選擇(365nm、385nm、405nm、485nm、610nm和4000k)

光化學(xué)有機(jī)轉(zhuǎn)化是一種很有吸引力的合成方法。按比例放大光化學(xué)反應(yīng)需要考慮很多因素，例如光源、熱和質(zhì)量傳遞的測量以及安全問題等。

光化學(xué)微反應(yīng)器具有如下特點(diǎn)：

1. 光程極短，可以廣泛均勻地照射反應(yīng)混合物；

2. 通過調(diào)節(jié)停留時間可以避免或最小化不必要的副反應(yīng)和后續(xù)反應(yīng)；

3. 高效使用光能，更節(jié)能。

光化學(xué)反應(yīng)對人類的生存和發(fā)展起著不可或缺的作用。從光合作用合成人類基本生存所需的氮?dú)狻⑹称泛鸵挛锏缴鐣叨劝l(fā)展所需的各種新型材料、保健藥品以及維護(hù)生態(tài)環(huán)境的光化學(xué)廢物處理, 人類生活的很多方面都與光化學(xué)反應(yīng)相關(guān)。有光參與的化學(xué)反應(yīng)避免了許多傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)給環(huán)境帶來的污染(如有毒溶劑和廢水)。此外, 通過光化學(xué)處理各種有機(jī)廢物, 還可以消除對環(huán)境的影響。

作為最基本的物理化學(xué)反應(yīng)之一，光化學(xué)與許多生命過程緊密相關(guān)，并且在有機(jī)合成、環(huán)境保護(hù)、新材料、新能源等領(lǐng)域也發(fā)揮著重要的作用。而連續(xù)流技術(shù)作為當(dāng)前醫(yī)藥化工行業(yè)科技創(chuàng)新的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，也逐漸在制藥、石化、材料等行業(yè)嶄露頭角。近年來光化學(xué)反應(yīng)與連續(xù)流技術(shù)的結(jié)合受到了越來越多科研院所與工業(yè)界研究人員的注意。這兩種技術(shù)的結(jié)合，可以極大地縮短反應(yīng)時間，提高反應(yīng)的選擇性以及安全性，在許多方面具有傳統(tǒng)燒瓶反應(yīng)無法比擬的優(yōu)越性。概括來說，連續(xù)流光反應(yīng)具有如下優(yōu)勢：

1.1 傳質(zhì)傳熱效率高

連續(xù)流光反應(yīng)器的通道尺寸一般小于1mm,液體物料在其中以層流(Laminar flow)的形式通過。當(dāng)液體以這種形式流動時，物料混合效果由各平行薄層的擴(kuò)散情況決定，通道尺寸越小，物料混合均勻所需的時間越短。對于連續(xù)流光反應(yīng)器，物料的混合可以在毫秒級的時間內(nèi)完成，效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的燒瓶反應(yīng)器，由此可以極大的避免因局部濃度不均勻而引發(fā)的副反應(yīng)。

圖1 液體在連續(xù)流光反應(yīng)器中的流動情況[1]

在光化學(xué)反應(yīng)過程中，除反應(yīng)自身生成的熱量外，光源的照射也會引起反應(yīng)溫度上升。得益于自身巨大的比表面積，連續(xù)流反應(yīng)器可以及時將多余的熱量移出，避免因局部過熱生成大量的副產(chǎn)物。

1.2 實(shí)現(xiàn)多步反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行

一些復(fù)雜的有機(jī)化合物，其合成過程不僅需要多步反應(yīng)，且中間產(chǎn)物也需要經(jīng)過提純才可投入下步反應(yīng)，而這些過程就需要消耗大量的時間和人力。連續(xù)流技術(shù)則提供了一種可能的簡化途徑。

圖2 連續(xù)流反應(yīng)與燒瓶反應(yīng)在多步合成中的對比 [1]

圖2顯示了連續(xù)流反應(yīng)與傳統(tǒng)燒瓶反應(yīng)的對比，可以看出連續(xù)流反應(yīng)可以極大的簡化反應(yīng)，避免了因提純中間產(chǎn)物而消耗大量的時間。此外對于一些生成不穩(wěn)定的中間體，如重氮鹽、疊氮化合物的反應(yīng)，連續(xù)流反應(yīng)也比燒瓶反應(yīng)更具優(yōu)勢。

1.3 增加操作過程中的安全性

與傳統(tǒng)的反應(yīng)器相較，連續(xù)流反應(yīng)器中持有的反應(yīng)物料量明顯要少，因此可以降低一些危險(xiǎn)反應(yīng)，如易爆、劇毒反應(yīng)的安全隱患。即使發(fā)生事故，由于反應(yīng)器內(nèi)部的物料量少，產(chǎn)生的危害也會大大減小。

因?yàn)榫邆涓玫陌踩?，連續(xù)流反應(yīng)許多在燒瓶中無法實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)提供了可能的實(shí)現(xiàn)途徑，此外連續(xù)流反應(yīng)放大效應(yīng)小，更容易實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大生產(chǎn)。

連續(xù)流光反應(yīng)具備許多傳統(tǒng)反應(yīng)不具備的優(yōu)勢，因此也在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用。

有機(jī)光化學(xué)原理

光化學(xué)反應(yīng)是指物質(zhì)的分子吸收了外來光子的能量后激發(fā)的化學(xué)反應(yīng)。

光是一種電磁波，具有波粒雙重性質(zhì)。光的最小單元是光子，對于1 mol 光子，所吸收的能量E為：

E=Nhc/λ                             （1-1）

N為Avogadro常數(shù)（6.023×1023mol-1），h為Plank常數(shù)（6.62×10-34j·s）,C為光速（2.998×108m/s），λ為光的波長。

光對反應(yīng)物分子輻射時，分子中的電子將從一個電子軌道躍遷到另一個較高能級的電子軌道即由基態(tài)分子M變成激發(fā)態(tài)分子M*，之后才有可能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。參與光化學(xué)反應(yīng)的分子軌道有5類，即：n、π、π*、σ和σ*軌道。

光化學(xué)反應(yīng)中涉及的電子躍遷方式主要有以下3種：

(1) π → π*躍遷：烯烴中的π鍵吸收光后，π軌道中的一個電子躍遷到π*軌道上，即是π→π*躍遷。

(2) n→π*躍遷：由于分子中參與形成雙鍵的雜原子（如O,N,S）具有孤對電子，光激發(fā)后雜原子上的孤電子將從非鍵軌道（n-軌道）躍遷到反鍵π*軌道，即發(fā)生n→π*躍遷。

(3) n→σ*躍遷：一些與碳以單鍵連接的雜原子化合物，如醇、硫醇、胺、鹵化烴等，在波長小于200 nm光作用下，可發(fā)生n→σ*。 

有機(jī)光化學(xué)反應(yīng)類型：

光化學(xué)反應(yīng)可劃分為兩大類：1. 光作為引發(fā)劑。2. 光參與反應(yīng)。在第一類中，光引發(fā)誘導(dǎo)產(chǎn)生自由基反應(yīng)，典型的反應(yīng)有自由基聚合以及光鹵化反應(yīng)。在第二類光參與反應(yīng)中又可分為兩種，一種是Quasi-Stoichiometric 反應(yīng)。光是作為反應(yīng)物，沒有光的參與，反應(yīng)不能發(fā)生。

光照重排反應(yīng)：

Z/E異構(gòu)化反應(yīng)：烯烴在直接光照下或在加入敏化劑下光照可以發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)。

光誘導(dǎo)δ遷移重排反應(yīng)：根據(jù)Woodward-Hoffman，分子在發(fā)生重排時，起決定作用的分子軌道是共軛烯烴的HOMO。為了使共軛多烯兩端的碳原子的p軌道旋轉(zhuǎn)關(guān)環(huán)生成δ鍵時，經(jīng)過一個能量最低的過渡態(tài)，這兩個軌道必須發(fā)生相同的重疊。

雙-(π-甲烷)重排反應(yīng)：這類反應(yīng)可以控制產(chǎn)物的立體構(gòu)型，所以廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成中[2]。

光環(huán)化反應(yīng)

[2+2]環(huán)加成：兩個獨(dú)立的π電子體系在光照作用下合成一個環(huán)丁烷結(jié)構(gòu)，環(huán)丁烷進(jìn)一步可發(fā)生斷鍵、擴(kuò)環(huán)或縮環(huán)反應(yīng)。反應(yīng)在分子間與分子內(nèi)都能發(fā)生；共軛雙鍵、非共軛雙鏈、羰基與其它雜原子的π體系上都能進(jìn)行這種反應(yīng)。

[4+2]環(huán)加成反應(yīng)：在光照的條件下反應(yīng)，與傳統(tǒng)意義的反應(yīng)相比具有不同的空間立體選擇性，所以可以根據(jù)產(chǎn)物的空間立體構(gòu)型選擇合適的合成方法。

雜環(huán)雙鍵[4+4]光環(huán)合加成反應(yīng)：此類型反應(yīng)生成交叉環(huán)合物對于復(fù)雜多環(huán)結(jié)構(gòu)化合物的合成具有特殊的意義。

可擴(kuò)展的光化學(xué)

光化學(xué)對制藥和化學(xué)工業(yè)來說意義重大，因?yàn)楣饧せ钷D(zhuǎn)化使人們可以進(jìn)入新的化學(xué)空間，發(fā)現(xiàn)合成工藝的捷徑。然而，因?yàn)槿狈线m的多用途和可擴(kuò)展的光反應(yīng)器，工業(yè)界無法利用其進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，以致它像一個“被遺忘的”學(xué)科。

當(dāng)擴(kuò)大光化學(xué)工藝時，根據(jù)布格-朗伯-比爾定律中所述的光衰減效應(yīng)，擴(kuò)大反應(yīng)器的尺寸會降低有效的光子輸入。當(dāng)通過傳統(tǒng)的批次反應(yīng)器方法放大時，會迅速產(chǎn)生反應(yīng)工藝光子受限效應(yīng)。

為了確保生產(chǎn)轉(zhuǎn)換，工程師們必須在循環(huán)反應(yīng)器（側(cè)環(huán)和降膜反應(yīng)器）中，高度稀釋反應(yīng)物濃度，并配備能源密集型的光源單元，如汞燈，以延長照射時間來運(yùn)行他們的工藝，這些固有的擴(kuò)展限制常常使工藝過程變得不經(jīng)濟(jì)。

只有少量的光化學(xué)工藝，如維生素D3和維生素A的合成從（由BASF和Hoffmann-LaRoch），玫瑰醚（Symrise）、己內(nèi)酰胺（Toray）和青蒿素（Sanofi和Huvepharma）已投入商業(yè)應(yīng)用。然而，近年來連續(xù)流化學(xué)和高效單色光源的發(fā)展，如 LEDs，為光化學(xué)的工業(yè)化應(yīng)用帶來了新機(jī)遇。

光化學(xué)應(yīng)用

Barton亞硝酸酯光解反應(yīng)

Barton自由基脫羧反應(yīng)

Bergman芳環(huán)化反應(yīng)

Brandi-Guama螺環(huán)丙烷重排反應(yīng)

Büchner擴(kuò)環(huán)反應(yīng)

Curtius 重排

deMayo反應(yīng)(de Mayo Reaction)

Dimroth重排反應(yīng)

Di-π-methane重排(Di-π-methane Rearrangement)

Feldman烯烴環(huán)戊烷合成反應(yīng)

Fries重排

Nazarov環(huán)化反應(yīng)

Paternó–Büchi反應(yīng)

Reimer–Tiemann反應(yīng)

Vinylcyclopropane-cyclopentene rearrangement（烯基環(huán)丙烷-環(huán)戊烯重排）

Wolff重排

Wohl–Ziegler反應(yīng)

光催化下N-膦酰基炔胺和α-重氮酮通過流動反應(yīng)器進(jìn)行苯環(huán)關(guān)環(huán)反應(yīng)的研究

可見光/Ni雙催化的二級烷基與芳基的交叉偶聯(lián)反應(yīng)

Ciamician–Dennstedt重排

脫羧偶聯(lián)反應(yīng) Decarboxylative Coupling

單線態(tài)氧的化學(xué)研究

連續(xù)流光反應(yīng)在有機(jī)合成中的應(yīng)用

近年來，連續(xù)流光反應(yīng)開始在一些有機(jī)合成反應(yīng)中的得到應(yīng)用，比如環(huán)加成反應(yīng)。Ryu[2]等使用通道尺寸為1mm*0.5mm的玻璃連續(xù)流反應(yīng)器，以300W的高壓汞燈作為光源進(jìn)行了環(huán)己烯酮和乙酸乙烯酯的環(huán)加成反應(yīng)，并在相同條件下用燒瓶反應(yīng)進(jìn)行了對照。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，連續(xù)流反應(yīng)器在更短的時間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)更高的收率。使用連續(xù)流反應(yīng)器反應(yīng)2h，收率可以達(dá)到71%，而使用燒瓶做為反應(yīng)器，反應(yīng)4h,收率只有22%。之后Ryu等又使用不同的光源進(jìn)行了反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)UV-LED燈可以進(jìn)一步提升反應(yīng)效果，照射15min,收率即可達(dá)到91%。

圖3 環(huán)己烯酮和乙酸乙烯酯的環(huán)加成反應(yīng)[1,2]

除環(huán)加成反應(yīng)外，連續(xù)流光反應(yīng)還在異構(gòu)化反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng)、脫羧反應(yīng)等方面有較多的應(yīng)用[3]。

2.2 連續(xù)流光反應(yīng)在材料科學(xué)中的應(yīng)用

具有窄多分散性的聚合物顆粒在醫(yī)藥、樹脂、光存儲等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力，而連續(xù)流光反應(yīng)技術(shù)則在這類聚合物粒子的合成中得到廣泛的使用。使用連續(xù)流光反應(yīng)技術(shù)，可以較好的控制這類粒子的形貌、尺寸以及組成。

除聚合物的合成，連續(xù)流光反應(yīng)技術(shù)也可應(yīng)用于聚合物的化學(xué)修飾。聚合物的后期修飾被認(rèn)為具有很大的難度，因?yàn)樵诩纫ＷC聚合物鏈的完整又要精確控制修飾的位點(diǎn)。Seeberger[4]等就利用環(huán)加成反應(yīng)，在聚賴氨酸上偶聯(lián)上糖分子。修飾過程在FEP塑料管中進(jìn)行，使用450W中壓力汞燈作為光源，照射40min即可得到很好的收率。

圖4 使用連續(xù)流光反應(yīng)對聚賴氨酸進(jìn)行修飾[1]

除上述應(yīng)用外，連續(xù)流光反應(yīng)技術(shù)還在其它領(lǐng)域如污水處理等方面有著大量的應(yīng)用，隨著研究的不斷進(jìn)行，連續(xù)流光反應(yīng)技術(shù)會在更多領(lǐng)域展現(xiàn)除它的威力。