Química de fluxo contínuo

O equipamento de química de fluxo geralmente consiste em bombas que transportam reagentes, reagentes e solventes em loops de reação, que introduzem pequenos volumes de reagentes. Eles alimentam uma junção de mistura onde os fluxos de reagentes são combinados e passados para um reator de bobina para fornecer o tempo de residência de reação necessário. A mistura de reação pode então ser alimentada em um reator de coluna contendo reagentes sólidos, catalisadores ou sequestrantes. Um regulador de contrapressão em linha controla a pressão do sistema, e a análise em linha é frequentemente usada para fornecer informações sobre o desempenho da reação.

Além disso, a espectroscopia FTIR in-situ pode fornecer feedback em tempo real para melhorar proativamente a reação. Por exemplo, dados de espectroscopia FTIR in-situ podem ser usados para mitigar os efeitos do fluxo imperfeito e controlar a taxa de adição de reagentes, resultando em um melhor perfil de mistura.

Nos últimos anos, o escopo e a variedade de reações realizadas usando química de fluxo contínuo se expandiram significativamente, particularmente nos setores farmacêutico, química fina, química verde, reações catalíticas e química de polímeros. Grande parte desse crescimento envolve produtos químicos que representam desafios para o aumento de escala em processos de batelada tradicionais, especialmente aqueles que são potencialmente perigosos. Os exemplos incluem:

• Reações de hidrogenação
• Oxidações
• Halogenações
• Nitrações
• Diazotizações
• Reações de Grignard
• Reacções que envolvem gases tóxicos

A química de fluxo aumenta a segurança, permitindo o manuseio mais seguro de reagentes que podem representar riscos à saúde humana. Outra aplicação importante é o controle da estereoquímica, pois os sistemas de fluxo permitem o ajuste preciso das variáveis de reação para gerenciar a epimerização de forma eficaz.

Além disso, a química de fluxo é adequada para reações com materiais de partida limitados, onde a realização de reações em pequena escala é preferível.

Quando integrada à tecnologia analítica de processo (PAT), a química de fluxo permite uma análise rápida, otimização e aumento de escala de reações químicas. O monitoramento contínuo e em tempo real permite que os pesquisadores rastreiem condições de estado estacionário, solucionem rapidamente problemas de desvios de processo e identifiquem intermediários reativos.

Utilizando técnicas como espectroscopia de refletância total atenuada (ATR), cada grupo funcional dentro de uma substância exibe uma impressão digital espectral única que pode ser monitorada ao longo do tempo. Isso fornece medição contínua das concentrações de componentes em relação às condições do processo, oferecendo informações valiosas sobre o tempo e os parâmetros necessários para alcançar e manter o estado estacionário.

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