甲基砜（MSM）是一種重要的有機(jī)硫化物，在膠原蛋白合成中發(fā)揮關(guān)鍵作用，并具有潛在的健康益處，包括提高胰島素敏感性和促進(jìn)體內(nèi)糖代謝。傳統(tǒng)用于MSM生產(chǎn)的硝酸鹽氧化法存在廢酸產(chǎn)生量高、MSM產(chǎn)品氣味難聞、安全隱患等缺點(diǎn)。在綠色化學(xué)的倡導(dǎo)下，過(guò)氧化氫被用作氧化劑，通過(guò)氧化二甲基亞砜(DMSO)來(lái)制備MSM。該工藝副產(chǎn)物僅為水和氧，具有純度高、原子利用率高、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的密切關(guān)注。在實(shí)際生產(chǎn)中，半間歇式反應(yīng)器仍在使用，但由于反應(yīng)的高放熱特性，該工藝存在嚴(yán)重的安全隱患。一旦反應(yīng)器傳熱不足，反應(yīng)體系的局部區(qū)域?qū)a(chǎn)生熱點(diǎn)，這可能導(dǎo)致關(guān)鍵的安全問(wèn)題，包括熱失控和爆炸。

對(duì)于高放熱反應(yīng)，微通道反應(yīng)器可以有效地去除反應(yīng)熱并穩(wěn)定反應(yīng)溫度，從而防止熱失控。此外，微通道反應(yīng)器尺寸較小，減少了反應(yīng)物持量，顯著提高了反應(yīng)過(guò)程的安全性。近年來(lái)，微通道技術(shù)應(yīng)用于各種高風(fēng)險(xiǎn)反應(yīng)，包括硝化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、氯化反應(yīng)、加氫反應(yīng)、烷基化反應(yīng)、?；磻?yīng)、?；磻?yīng)等。文中構(gòu)建了幾種不同規(guī)格的微通道反應(yīng)器，并將其應(yīng)用于MSM的連續(xù)流合成，獲得了高產(chǎn)率和高純度。

研究人員提出了一種利用微通道反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)流合成的策略，以提高工業(yè)規(guī)模MSM生產(chǎn)的安全性和效率。建立了四種規(guī)格的微通道反應(yīng)器，并應(yīng)用于高收率、高純度的MSM的連續(xù)流動(dòng)合成。系統(tǒng)地研究了通道直徑、水浴溫度、催化劑用量、停留時(shí)間和分段溫度控制對(duì)MSM收率的影響。微通道連續(xù)流放大工藝可以在保證MSM高產(chǎn)率的同時(shí)大大提高M(jìn)SM的生產(chǎn)率，是實(shí)現(xiàn)MSM工業(yè)化高效、安全生產(chǎn)的有效策略。

文中介紹了四種不同的連續(xù)流工藝，其中提出了雙溫控工藝。在該雙溫控工藝中當(dāng)?shù)谝欢螠囟葹?/span>20℃及停留時(shí)間為1.0min，第二段溫度為80℃及停留時(shí)間為3.0min時(shí)，MSM的收率可達(dá)98.1%。最后，作者在自建的微通道反應(yīng)器平臺(tái)上對(duì)MSM的連續(xù)流生產(chǎn)進(jìn)行了研究。在該工藝中MSM的年均產(chǎn)率可達(dá)到18.36 t·a-1，年均空間產(chǎn)率可達(dá)到36.43 t·a-1·m-3。微通道技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高M(jìn)SM制備過(guò)程中的產(chǎn)率和安全性，展現(xiàn)出了良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

Continuous-Flow Synthesis of Methyl Sulfone with Microchannel Reactors: A Safer and Efficient Production Strategy.

Zhiquan Chen, Jian Liu, Lei Ni*, Juncheng Jiang*, Yuan Yu, and Yong Pan.

https://doi.org/10.1021/acs.oprd.3c00106.