Microreazioni per sintesi chimica avanzata
I microreattori sono dispositivi di piccole dimensioni all’interno dei quali avvengono reazioni chimiche, generalmente in una rete di canali con dimensioni inferiori a 1 mm. La reazione chimica avviene ripetutamente nei canali del microreattore, piuttosto che in un singolo batch più grande come avviene nei processi chimici tradizionali. Ciò significa che anche se i singoli canali sono piccoli, la reazione può avere luogo ripetutamente in molti di questi canali, producendo sostanze chimiche su larga scala. I microreattori offrono diversi vantaggi rispetto ai reattori con scala di grandezza convenzionale, tra cui migliore efficienza energetica, velocità di reazione, rendimento, sicurezza e affidabilità; inoltre consentono un grado di controllo sulla reazione molto più preciso. I chimici utilizzano i microreattori per sviluppare processi più efficienti per la sintesi di prodotti chimici. Gli scienziati finanziati dall’UE del progetto PHOTOFLOW (Synthesis of trifluoromethylstyrene compounds via gas-liquid photoredox catalysis in continuous-flow microreactors) hanno sviluppato un metodo per utilizzare i microreattori al fine di sintetizzare prodotti chimici chiamati composti di trifluorometilstirene. I composti trifluorometilati sono utili nel settore farmaceutico e agrochimico. Il progetto PHOTOFLOW ha studiato un processo che utilizza la luce per catalizzare la reazione tramite un metodo noto come catalisi per fotoriduzione. L’elevato rapporto superficie-volume dei microreattori è ideale per questo scopo, in quanto massimizza la luce e consente un raffreddamento efficiente. Per comprendere il processo di reazione e migliorare la relativa efficienza, gli scienziati hanno studiato l’effetto di diversi fattori di reazione. Questi fattori includono catalizzatori, substrati, solventi, luce e temperatura. È stato confrontato l’uso di diversi substrati, come le arilammine con diverse densità di elettroni, inoltre sono stati sviluppati protocolli per la misurazione di parametri importanti nelle reazioni fotochimiche. Gli scienziati hanno sviluppato dei nuovi microreattori con alte efficienze i quali possono essere utilizzati per la fotochimica. Essi hanno anche ottimizzato parti del processo per sintetizzare composti di trifluorometilstirene nei foto-microreattori. Il foto-microreattore realizzato dal progetto PHOTOFLOW potrebbe rappresentare uno strumento importante per lo svolgimento di ricerca accademica nel settore chimico. Questa ricerca, inoltre, produce avanzamenti nella conoscenza della tecnologia dei microreattori e contribuisce ai campi dell’ingegneria delle reazioni, della chimica a flusso e della fotochimica.
Parole chiave
PHOTOFLOW, composti trifluorometilati, catalisi per fotoriduzione, reazioni fotochimiche, foto-microreattore
