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光化学反应器可用于合成各种有机化合物
点击次数：409 更新时间：2023-04-24
研究背景：
目前，约25%的商业药物含有氟。2018年至2021年间，美国食品和药物管理局批准的含氟小分子药物增至33−45%。在农药行业，含氟农药也越来越受到追捧。1,2-二氟苯被认为是一种多用途的合成模块，用于将氟原子引入农用化学品和活性药物成分（API）中。例如，可以将它用作合成具有吸引力的靶分子3,4-二氟硝基苯的前体，进而合成利奈唑胺、舒替唑胺和阿比维替尼等原料药。
1,2-二氟苯可以通过席曼（Balz−Schiemann）反应对2-氟苯胺进行脱氨基氟化的路线，这是将氟引入芳香族化合物有用的方法之一。
已有报道合成1,2-二氟苯的席曼反应路线主要有两条：
第一条路线涉及到重氮盐的分离和干燥，具有一定的安全风险。同时，该重氮盐需要较高的分解温度，导致产物收率较低，且伴随着大量的焦油生成；
第二条路线光化学诱导的重氮盐分解，使用汞灯作为光源，反应时间长，收率低。
连续流工艺研究：
作者对该反应进行了釜式反应研究，在釜式条件的基础上，进行了连续流条件下的光化学氟代脱重氮基反应研究。使用商用连续流光化学反应器，对HF当量、反应液浓度、反应停留时间、光源种类和功率等条件进行了筛选。
结果显示：
在连续流反应器中使用汞灯和LED作为光源在适当条件下均取得了很好的实验结果；
在保持相同转化率的前提下，LED光源相比汞灯而言反应停留时间有所缩短（10minvs12.5min），且管道内径有所增大（1.6mmIDvs1.3mmID）；
使用汞灯在运行8-10次停留时间后会出现反应器结垢的现象，而使用LED光源在运行相同停留时间后并未出现该现象。
光化学反应器是一种结合光学和化学原理的设备，利用光照射反应物引起化学反应的方法，常用于合成有机合成、催化剂合成等领域。工作原理是利用光能激发反应物中的电子跃迁到高能态，产生激发态的反应物分子，并与另一种分子发生反应，生成产物，并释放出所带电子能量，形成较为稳定的化学键。因此，光化学反应器一般由光源、反应池、传感器、控制器和反应收集器组成，其中光源提供光能，反应池收集反应物和产物，传感器控制反应条件。
应用十分广泛，特别是在有机合成领域中，具有重要的地位。它可用于合成各种有机化合物，如药物、染料、高分子物质等。其中，合成药物是该反应器主要的应用领域之一。这是因为药物合成过程中需求精确的反应条件和清洁的反应环境，它的优势正是在于其能够提供精确的反应条件和对环境的精准控制，从而得以提高药物纯度，改善制药流程。
它还可用于功能材料的制备，如光学材料、电池电极材料、催化剂材料、氢氧化物等。例如，在光学材料的合成中，能够提供定向的光源，控制反应条件，使得合成出的材料具有高的光学透明度和稳定性。在氢氧化物的合成中，能够对反应物质的配比和反应温度进行精准控制，从而合成出具有优异性能的高质量氢氧化物。
光化学反应器在工业生产和研究中的应用也非常广泛。例如，在某些大型化工厂中，能够实现大规模药品和染料的生产，并保证生产的纯度和产量。在研究领域中，也为科学家们提供了研究新型化学反应机制的重要工具。它在现代化学中有着重要的用途，可以提供准确、清洁的反应条件，使化学反应达到好效果，并提高生产效率、减少废弃物排放，具有重要的经济、环境和社会意义。
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