介绍了通过NMR在线和在线分析使用流动化学的最新进展。本文综述了宏观和微反应器的使用,以及包含微线圈的标准和定制NMR探测器,并入高分辨率和台式核磁共振仪器。已经收集了一些最近选择的应用,包括合成应用,动力学和热力学参数的确定以及反应优化,甚至在单个实验和μL规模上。最后,讨论了允许自动反应监测和优化的软件。
关键词: 专家系统; 流动化学; 微弹簧圈; NMR探针
新使能技术促进了从传统的化学过渡到一个更自动化的方法,这将是21的化学ST世纪[1,2] 。目标是反应,分析和后处理可以自动和连续的方式进行,但优化和扩大规模是化学过程全面自动化的新一步[3]。最终目标是为化学家节省时间,使他们专注于更多的技术工作,并花时间规划,解释结果和开发新项目。
在这方面,流动化学是这种自动化方法的核心主题。与分批模式相反,在流动化学中,将起始材料连续引入流动反应器(例如,微反应器或柱)中,并且产物从流动反应器的末端连续洗脱。这种方法可用于微观尺度到实验室规模甚至生产规模[4,5]。
流动化学的一些重要优点是:
在批次(试剂和产品)中的化学方面明显改善了扩散,从而改善了传热和传质。
对于批量反应,表面与体积比增加。这使得能够良好地控制反应温度并解决高度放热反应的问题。
由于少量试剂和使用有效控制压力的封闭系统,可以安全地使用危险或对空气和湿度敏感的化合物。
可以最小化溶剂的使用,因为浓度可以增加到溶解度的极限。
与其他支持技术相结合非常简单,比批量(光化学,电化学,微波,超声波等)更有效[6-9]。
在这方面,在最近的一篇论文中,描述了用于药物的连续流动生产的紧凑的可重新配置的流动系统。该系统包括不同类型的制备,反应和精制模块,可以以不同的配置进行耦合,作者使用它们来制备满足药典质量标准的数百到数千剂药物[10]。
在专注于快速,可重复和有效分析和优化的研究实验室以及质量控制的生产规模上,流动和微反应器技术与良好分析方法的耦合是先决条件。已经使用了几种分析方法,这些方法包括荧光,紫外 - 可见(UV-vis),RAMAN,红外(IR)和核磁共振(NMR)光谱和质谱(MS)。特定技术的使用取决于应用,分析物的特性以及与流动系统的耦合的容易性[11,12]。
在本文中,我们重点关注核磁共振光谱与流动和微反应器系统的耦合,以快速分析和优化反应参数和条件。还讨论了这种技术在机械研究中的应用。