电化学微反应器原理及介绍

微流控芯片

电化学合成是利用电能来驱动化学变化。用电来代替有毒和昂贵的化学试剂，更清洁和便宜的合成让化学合成能够更好的提高生产效率和成本的降低。

电化学和连续电化学反应

电合成是通过使电流通过试剂溶液进行的，通过添加或去除电子导至有机分子的氧化和还原。电合成有许多优点:无需危险的氧化剂和还原剂即可生成活性物质;反应通常是高度

选择性的，电化学反应可以在温和的条件下进行。电化学通过过电位直接定义电子能量，有助于避免形成不需要的副产物。根据“绿色化学”的原则，电化学具有高原子经济性和低浪费。

电化学不是有机化学实验室的常规技术，因为设备不易于使用，而且批量电合成需要高浓度的电解质。将电化学与连续流动相结合提供了强大的组合。由于从反应器中取出反应产物并且不允许与未反应的起始材料混合，因此可以消除对电解质的要求并且反应具有改进的选择性。

WH-LAB 是一种实验级电化学反应器，可用于使用绿色化学原理在连续流动中进行各种还原/氧化反应。有多种电极可供选择，如石墨、铂、钛、紫铜、发泡镍等。WH-LAB微通道电化学反应器具有电极距离近，可实现连续反应等特点。电极距离近的特点能带来电压低、电解质用量少或者不用电解质的优势;连续反应可带来物料不返流的优势，从而可实现产物不过度氧化还原，提高产品收率。另外，微通道电化学反应器还有控温准确，传质快速的特点。在电极距离极小条件下，还能实现特殊的氧化还原耦合反应。

电化学在流动化学中的应用

电化学能够实现试剂的独特活化，从而实现其他技术无法实现的选择性和转化。电子的转移驱动反应和转变，意味着电化学是一种表面现象，当表面积/体积比高时，反应可以得到优化。

流动中的电化学意味着基料可以在两个电极之间流过，调节流速的能力将调节基料暴露于电子转移过程的时间量。与典型的批处理方法相比，这种方法的优势意味着我们可以最大程度地发挥表面现象特性的潜力，即减少电极之间的距离，以实现更高效的电子传输。这样，流动中的电化学极大地允许更好的控制和反应的选择性。

电化学在流动化学应用中的优势

除了能够使用其他技术无法实现的独特反应和转化之外，电化学还可以实现:

.减少有毒和有害氧化剂的使用量

.反应性中间体的产生，多步合成的理想选择

.快速氧化和还原药物代谢产物的氧化合成

.药物代谢产物的氧化合成

在电化学反应中，反应由可用于激活分子以产生所需反应的电子数量驱动。

在流动中进行电化学反应意味着您可以在电子转移过程中在电极之间连续流过基料。调节流速的能力意味着电化学反应的停留时间受到严格控制，而停留时间通常决定产物的分布和副产物形成的控制。

连续流动方式运行意味着您可以得到更大数量的电化学反应的底物，并且每次实验都可以得到更多的产物。在两个电极之间的通道中流动流体时，减小电极之间的距离可以更好的控制转移到基料上的电子数量，从而更好地控制和选择性地进行反应，这意味着您可以更准确地分配产品还将获得更高的产品产量。

核心流动原理意味着温度控制在电化学反应期间也显着提高，因为较小的通道促进了更高效的传热，因此，可以在单个电化学反应中控制范围变量以达到所需条件。这意味着流动中的电化学反应比分批过程中的类似反应快得多，分批反应通常要花费数小时才能完成，通常在流动电化学反应器中几分钟内就可以完成，而由于运行时所提供的控制量，该反应还可以产生更多，分布均匀的产品。

所有这些因素意味着，与批量过程中的类似反应相比，流动电化学反应的发生速度要快得多，通常需要几分钟或以上，而且由于控制量的原因，产生的产品分布也更均匀。

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