Mikroreakcje umożliwiające zaawansowaną syntezę chemiczną Mikroreaktory to potężne narzędzia do intensyfikacji reakcji chemicznych. Unijni naukowcy przeanalizowali możliwość ich zastosowania do syntezy związków trifluorometylowanych z użyciem światła przyspieszającego przebieg reakcji. Technologie przemysłowe Badania podstawowe © Botond1977, Shutterstock Mikroreaktory to niewielkie urządzenia posiadające sieć kanalików o średnicy poniżej 1 mm, w których przeprowadzane są reakcje chemiczne. W kanalikach mikroreaktora reakcje te przebiegają stale, a nie pojedynczymi etapami, inaczej niż w konwencjonalnych chemicznych procesach produkcyjnych. Oznacza to, że mimo niewielkich rozmiarów kanalików reakcje mogą zachodzić bez przerwy w wielu z nich, co pozwala wytwarzać związki chemiczne na dużą skalę. W porównaniu ze standardowymi reaktorami mikroreaktory posiadają wiele zalet, w tym lepszą efektywność energetyczną, większą szybkość reakcji i wydajność oraz większe bezpieczeństwo i niezawodność; umożliwiają również bardziej precyzyjną kontrolę nad przebiegiem reakcji. Chemicy wykorzystują mikroreaktory do stworzenia bardziej wydajnych procesów syntezy związków chemicznych. W ramach finansowanej ze środków UE inicjatywy PHOTOFLOW (Synthesis of trifluoromethylstyrene compounds via gas-liquid photoredox catalysis in continuous-flow microreactors) opracowano nowy sposób syntezy związków trifluorometylowanych w mikroreaktorach. Związki trifluorometylowane są używane w przemyśle farmaceutycznym i agrochemicznym. Uczestnicy projektu PHOTOFLOW przeanalizowali procesy katalizowania reakcji przy użyciu światła, nazywane katalizą fotoredoks. Procesom tym sprzyja charakterystyczny dla mikroreaktorów wysoki stosunek powierzchni do objętości, maksymalizujący ilość dostarczanego światła i zapewniający skuteczne chłodzenie. Aby lepiej poznać przebieg reakcji i poprawić jej wydajność, naukowcy przeanalizowali wpływ różnych czynników, takich jak rodzaj katalizatora, substraty, typ rozpuszczalnika, ilość światła i temperatura, na daną reakcję. Porównali również skutki użycia różnych substratów, w tym aryloaminów bogatych i ubogich w elektrony, oraz opracowali protokoły pomiaru istotnych parametrów reakcji fotochemicznych. Stworzone nowe mikroreaktory o wysokiej wydajności z pewnością znajdą zastosowanie w fotochemii. Naukowcy zoptymalizowali także poszczególne etapy procesu syntezy związków trifluorometylowanych w foto-mikroreaktorach. Mikroreaktory PHOTOFLOW mogą okazać się przydatnym narzędziem do prowadzenia badań akademickich na wydziałach chemicznych. Projekt przyczynił się znacznie do rozwoju technologii mikroreaktorów i poszerzenia wiedzy z zakresu inżynierii reakcji, syntezy w przepływie i fotochemii. Słowa kluczowe PHOTOFLOW, związki trifluorometylowane, kataliza fotoredoks, reakcje fotochemiczne, foto-mikroreaktor
