เคมีการไหลต่อเนื่อง

อุปกรณ์เคมีแบบไหลโดยทั่วไปประกอบด้วยปั๊มที่ขนส่งสารตั้งต้น รีเอเจนต์ และตัวทําละลายลงในลูปปฏิกิริยา ซึ่งแนะนํารีเอเจนต์ปริมาณเล็กน้อย สิ่งเหล่านี้ป้อนเข้าสู่จุดเชื่อมต่อผสมที่กระแสรีเอเจนต์ถูกรวมเข้าด้วยกันและส่งผ่านไปยังเครื่องปฏิกรณ์ขดลวดเพื่อให้เวลาที่อยู่อาศัยของปฏิกิริยาที่จําเป็น จากนั้นส่วนผสมของปฏิกิริยาอาจถูกป้อนเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์คอลัมน์ที่มีรีเอเจนต์ที่เป็นของแข็งตัวเร่งปฏิกิริยาหรือเครื่องเก็บของเน่า ตัวควบคุมแรงดันย้อนกลับแบบอินไลน์ควบคุมแรงดันของระบบ และการวิเคราะห์แบบอินไลน์มักใช้เพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของปฏิกิริยา

นอกจากนี้ สเปกโทรสโกปี FTIR ในแหล่งกําเนิด ยังสามารถให้ข้อเสนอแนะแบบเรียลไทม์เพื่อปรับปรุงปฏิกิริยาในเชิงรุก ตัวอย่างเช่น ข้อมูลจากสเปกโทรสโกปี FTIR ในแหล่งกําเนิดสามารถใช้เพื่อลดผลกระทบของการไหลที่ไม่สมบูรณ์และควบคุมอัตราการเติมรีเอเจนต์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาขอบเขตและความหลากหลายของปฏิกิริยาที่ดําเนินการโดยใช้เคมีแบบไหลต่อเนื่องได้ขยายตัวอย่างมีนัยสําคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคเภสัชกรรมเคมีชั้นดีเคมี สีเขียวปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาและ เคมีพอ ลิเมอร์ การเติบโต ส่วนใหญ่นี้เกี่ยวข้องกับสารเคมีที่ก่อให้เกิดความท้าทายในการขยายขนาดในกระบวนการแบทช์แบบดั้งเดิมโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อาจเป็นอันตราย ตัวอย่าง ได้แก่ :

• ปฏิกิริยาไฮโดรเจน
• การเกิดออกซิเดชัน
• ฮาโลเจเนชั่น
• ไนเตรต
• ไดอะโซไทเซชัน
• ปฏิกิริยาของกรินาร์ด
• ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับก๊าซพิษ

เคมีโฟลว์ช่วยเพิ่มความปลอดภัยโดยช่วยให้สามารถจัดการสารตั้งต้นที่อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ได้อย่างปลอดภัยยิ่งขึ้น การใช้งานที่สําคัญอีกประการหนึ่งคือการควบคุมสเตอริโอเคมี เนื่องจากระบบการไหลช่วยให้สามารถปรับตัวแปรปฏิกิริยาได้อย่างแม่นยําเพื่อจัดการ epimerization อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ เคมีโฟลว์ยังเหมาะอย่างยิ่งสําหรับปฏิกิริยาที่มีวัสดุเริ่มต้นที่จํากัด ซึ่งควรทําปฏิกิริยาขนาดเล็ก

เมื่อรวมเข้ากับ เทคโนโลยีการวิเคราะห์กระบวนการ (PAT) เคมี การไหลจะช่วยให้สามารถวิเคราะห์ เพิ่มประสิทธิภาพ และขยายขนาดปฏิกิริยาเคมีได้อย่างรวดเร็ว การตรวจสอบแบบเรียลไทม์อย่างต่อเนื่องช่วยให้นักวิจัยสามารถติดตามสภาวะคงที่แก้ไขปัญหาการเบี่ยงเบนของกระบวนการได้อย่างรวดเร็วและระบุตัวกลางที่ทําปฏิกิริยา

การใช้เทคนิคต่างๆ เช่น สเปกโทรสโกปีการสะท้อนแสงรวมที่ลดทอนลง (ATR) แต่ละกลุ่มฟังก์ชันภายในสารจะแสดงลายนิ้วมือสเปกตรัมเฉพาะที่สามารถตรวจสอบได้เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้ให้การวัดความเข้มข้นของส่วนประกอบอย่างต่อเนื่องเมื่อเทียบกับสภาวะของกระบวนการ ซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับเวลาและพารามิเตอร์ที่จําเป็นในการบรรลุและรักษาสถานะคงที่

1. ฉิน, Y., Ayesa, U., Lévesque, F. & Ji, Y. (2025). การประยุกต์ใช้โครมาโตกราฟีของเหลวแบบฉีดโดยตรง (DILCTM) เป็นเทคโนโลยีการวิเคราะห์กระบวนการแบบเรียลไทม์สําหรับปฏิกิริยาการไหล เคมี อาร์ซีฟ https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2025-c3680 
2. Kelly, SM, Lebl, R., Malig, TC, Bass, TM, Kummli, D., Kaldre, D., Orcel, U., Tröndlin, L., Linder, D., Sedelmeier, J., Bachmann, S., Han, C., Zhang, H. และ Gosselin, F. (2024). การสังเคราะห์ออร์กาโนซิงค์ควินาโซลีนที่ทํางานได้ดีต่อสารยับยั้ง KRAS G12C Divarasib (GDC-6036) ซึ่งเปิดใช้งานผ่านเคมีการไหลอย่างต่อเนื่อง การวิจัยและพัฒนากระบวนการอินทรีย์, 28(5), 1546–1555. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.3c00164
3. Murbach-Oliveira, G., Akturk, I., Nagy, ZK, & Thompson, DH (2024). การพัฒนากระบวนการและการวิเคราะห์จลนศาสตร์ในการสังเคราะห์โลมัสทีนสีเขียว การวิจัย และพัฒนากระบวนการอินทรีย์https://doi.org/10.1021/acs.oprd.3c00463
4. Wang, H., Cui, Y., Shi, J., Tao, X., & Zhu, G. (2023). คาร์บอนที่มีรูพรุนสนับสนุนไซต์กรดเบสลูอิสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ปราศจากโลหะสําหรับคาร์บอนิลเลชันของกลีเซอรอลด้วยยูเรีย ตัว เร่งปฏิกิริยาประยุกต์ B, สิ่งแวดล้อม, 330 , 122457. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122457
5. Wang, Z., Gérardy, R., Gauron, G., Damblon, C. และ Monbaliu, JM (2019). การเตรียมออร์กาโนตัวเร่งปฏิกิริยาที่ปราศจากตัวทําละลายของคาร์บอเนตอินทรีย์แบบวนรอบภายใต้สภาวะการไหลต่อเนื่องที่ปรับขนาดได้ เคมี และวิศวกรรมปฏิกิริยา, 4 (1), 17–26. https://doi.org/10.1039/c8re00209f
6. Harper, KC, Moschetta, EG, Bordawekar, S. และ Wittenberger, SJ (2019). แพลตฟอร์มเคมีไหลที่ขับเคลื่อนด้วยเลเซอร์สําหรับการปรับขนาดปฏิกิริยาโฟโตเคมีด้วยแสงที่มองเห็นได้ ACS Central Science, 5 (1), 109–115. https://doi.org/10.1021/acscentsci.8b00728
7. Wang, Z., Gérardy, R., Gauron, G., Damblon, C. และ Monbaliu, JM (2019). การเตรียมออร์กาโนตัวเร่งปฏิกิริยาที่ปราศจากตัวทําละลายของคาร์บอเนตอินทรีย์แบบวนรอบภายใต้สภาวะการไหลต่อเนื่องที่ปรับขนาดได้ เคมี และวิศวกรรมปฏิกิริยา, 4 (1), 17–26. https://doi.org/10.1039/c8re00209f
8. Dunn, AL, Leitch, DC, Journet, M., Martin, MT, Tabet, EA, Curtis, NR, Williams, GD, Goss, CA, Shaw, T., O'Hare, B., Wade, CE, Toczko, MA, & Liu, P. (2018). การคัดเลือกไอโอไดเนชันแบบต่อเนื่องโดยคําแนะนําโดยการสังเกตสเปกโตรสโกปีโดยตรงของรีจิโอไอโซเมอร์ลิเธียมอะริลที่สมดุล อ อร์กาโนเมทัลลิก, 38(1), 129–137. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.8b00538
9. Gérardy, R., Emmanuel, N., Toupy, T., Kassin, V., Tshibalonza, N. N., Schmitz, M., & Monbaliu, JM (2018). เคมีอินทรีย์แบบไหลต่อเนื่อง: ความสําเร็จและหลุมพรางที่ส่วนต่อประสานกับความท้าทายทางสังคมในปัจจุบัน วา รสารเคมีอินทรีย์แห่งยุโรป, 2018(20–21), 2301–2351. https://doi.org/10.1002/ejoc.201800149
10. Strotman, NA, Tan, YS, Powers, KW, Soumeillant, M., & Leung, S. (2018). การพัฒนาแนวทางการผลิตต่อเนื่องที่ปลอดภัยและมีปริมาณงานสูงสําหรับ 4-(2-hydroxyethyl)thiomorpholine 1,1-dioxide การวิจัย และพัฒนากระบวนการอินทรีย์, 22(6), 721–727. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.8b00100
11. ฟิตซ์แพทริค, DE, & Ley, SV (2018). เคมีวิศวกรรมสําหรับอนาคตของการสังเคราะห์ทางเคมี เต ตระเฮดรอน, 74 (25), 3087–3100. https://doi.org/10.1016/j.tet.2017.08.050
12. Galaverna, R., Breitkreitz, MC, & Pastre, JC (2018). การแปลง d-Fructose เป็น 5-(Hydroxymethyl)furfural: การประเมินสภาพการไหลแบบแบทช์และต่อเนื่องโดยการออกแบบการทดลองและการตรวจสอบ FTIR แบบอินไลน์ ACS เคมีและวิศวกรรมที่ยั่งยืน, 6 (3), 4220–4230. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.7b04643
13. Yang, H., Martin, B. และ Schenkel, B. (2018). การสร้างและการใช้ไดอะโซมีเทนตามความต้องการในระบบการไหลต่อเนื่องหลายขั้นตอน การวิจัย และพัฒนากระบวนการอินทรีย์, 22 (4), 446–456. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00302
14. Li, B., Guinness, SM, Hoagland, S., Fichtner, M., Kim, H., Li, S., Maguire, RJ, McWilliams, JC, Mustakis, J., Raggon, JW, Campos, D., Voss, CR, Sohodski,., Feyock, B., Murnen, HK, Gonzalez, M., Johnson, MR, Lu, J., Feng, X., . . . วู, บี. (2018). การผลิต tert-Butyl hydroperoxide ปราศจากน้ําอย่างต่อเนื่องในโนแอนโดยใช้การระเหยของเมมเบรนและการประยุกต์ใช้ในการเกิดออกซิเดชันแบบไหลของ Γ-Butyrolactam การวิจัย และพัฒนากระบวนการอินทรีย์, 22 (6), 707–720. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.8b00083
15. Pedersen, M., Skovby, T., Mealy, MJ, Dam-Johansen, K., & Kiil, S. (2018). การออกแบบใหม่ของการสังเคราะห์แบทช์ของส่วนผสมทางเภสัชกรรมที่ออกฤทธิ์ (API) จากกรินาร์ดเป็นกระบวนการไหลสําหรับการเตรียม Melitracen HCL การวิจัย และพัฒนากระบวนการอินทรีย์, 22(2), 228–235. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00368
16. ฮันเตอร์, SM, Susanne, F., Whitten, R., Hartwig, T., & Schilling, MB. (2018). วิธีการออกแบบกระบวนการสําหรับเคมีออร์กาโนเมทัลลิกในระบบการไหลต่อเนื่อง เต ตระเฮดรอน, 74(25), 3176–3182. https://doi.org/10.1016/j.tet.2018.04.020
17. O'Brien, AG, Ricci, EM และ Journet, M. (2018). การคายน้ําของผลพลอยได้จากยูเรียที่ไม่ละลายน้ําทําให้เกิดการควบแน่นของ DCC และกรดมาโลนิกในการไหล การวิจัย และพัฒนากระบวนการอินทรีย์, 22 (3), 399–402. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00375
18. ฟิตซ์แพทริค, DE, Maujean, T., Evans, AC, & Ley, SV (2018). การเพิ่มประสิทธิภาพอัตโนมัติทั่วโลกและการสังเคราะห์สารเภสัชกรรมแบบ Continuous-Flow ที่ทํางานผ่านเซิร์ฟเวอร์บนคลาวด์ Angewandte Chemie, 57 (46), 15128–15132. https://doi.org/10.1002/anie.201809080
19. ฮอค, KJ, และ Koenigs, RM (2018). การสร้างสารประกอบ Diazo ในการไหลต่อเนื่อง เคมี , 24 (42), 10571–10583. https://doi.org/10.1002/chem.201800136
20. เกิด, SC, Edwards, CER, Martin, B. และ Jensen, KF (2018). การสร้างและการแยกไดฟีนิลฟอสโฟริลอะไซด์อย่างต่อเนื่องตามความต้องการ เต ตระเฮดรอน, 74(25), 3137–3142. https://doi.org/10.1016/j.tet.2018.01.026
21. Tshibalonza, N. N., Gérardy, R., Alsafra, Z., Eppe, G., & Monbaliu, JM (2018). กลยุทธ์การไหลต่อเนื่องแบบชีวภาพอเนกประสงค์สําหรับการผลิต 3-butene-1,2-diol และไวนิลเอทิลีนคาร์บอเนตจากอิริทริทอล เคมี สีเขียว, 20 (22), 5147–5157. https://doi.org/10.1039/c8gc02468e
22. Thaisrivongs, DA, Naber, JR, Rogus, NJ, & Spencer, G. (2018). การพัฒนาปฏิกิริยาเคมีการไหลของออร์กาโนเมทัลลิกในระดับโรงงานนําร่องสําหรับการผลิต Verubecestat การวิจัย และพัฒนากระบวนการอินทรีย์, 22 (3), 403–408. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00385
23. Tshibalonza, N. N., และ Monbaliu, JM (2017). ทบทวนการขาดออกซิเจนของกลีเซอรอลต่อแอลกอฮอล์อัลลิลภายใต้สภาวะการไหลต่อเนื่อง เคมี สีเขียว, 19 (13), 3006–3013. https://doi.org/10.1039/c7gc00657h
24. Li, H., Sheeran, JW, Clausen, A., Fang, Y., Bio, MM, & Bader, SJ (2017). การไหล propargylation ที่ไม่สมมาตร: การพัฒนากระบวนการต่อเนื่องสําหรับการเตรียมแอลกอฮอล์ Β-Amino ไครัล Angewandte Chemie, 56 (32), 9425–9429. https://doi.org/10.1002/anie.201704882
25. Plutschack, MB, Pieber, B., Gilmore, K., & Seeberger, PH (2017). คู่มือ Hitchhiker เกี่ยวกับเคมีไหล บทวิจารณ์ ทางเคมี, 117(18), 11796–11893. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00183