在流動化學連續(xù)反應過程中，壓力是影響反應的重要參數之一。

尤其對于有氣體參與的反應：加氫反應、氧氣氧化反應、超臨界反應、部分Diels-Alder反應、氨解反應等；反應過程有氣體產生的反應：重氮鹽的取代反應、氮賓吲哚合成反應等和低沸溶劑強化條件反應，連續(xù)流設備配備壓力控制器是*。

本文主要分析在連續(xù)反應過程全自動在線背壓調節(jié)方案的優(yōu)勢，相對于傳統(tǒng)手動調節(jié)壓力，全自動在線背壓調節(jié)可有效地減少人為操作誤差因素，避免反應體系壓力波動現象，實現恒流恒壓。此外，還有2例背壓實驗案例供大家參考。

壓力影響反應效率：對于有氣體參與的反應，壓力可以改變氣體的溶解度，增加底物接觸，通過對壓力改變提高反應的效率快速優(yōu)化出*的工藝參數。

壓力影響反應時間：連續(xù)流反應中一種試劑是氣體或引入惰性氣體時，通過增加反應器壓力，將氣體占據的實際體積降低。這將為反應的液體部分留下更多空間，從而提高反應器的利用率和生產率。

壓力可強化反應條件：常壓下溶劑擁有固有的沸點，通常實驗溫度低于溶劑沸點，當此溫度不能達到反應效果時需要更換更高沸點溶劑，更換溶劑可解決問題同時也會增加反應后處理復雜程度。連續(xù)反應過程中可通過提高壓力，提高試劑的沸點，使溫度篩選范圍更寬，在使用同一溶劑的情況下達到更好的反應效果。

目前實驗室連續(xù)流反應壓力控制以傳統(tǒng)手動方式調壓控制。

手動方式壓力控制存在的弊端：

出現反應體系壓力波動現象：傳統(tǒng)手動方式調壓存在滯后，且無法保證壓力穩(wěn)定時間，手動調節(jié)反應器中的微·小壓力變化數值費時費力，因調節(jié)滯后而造成工藝參數不穩(wěn)定和數據不準確現象。

為避免出現反應體系壓力波動現象，更好地解決反應器中的恒流恒壓問題，歐世盛（北京）科技有限公司自主研發(fā)生產的BP系列全自動在線背壓調節(jié)器上市三年多以來，已經成功解決了上百位用戶的疑難高壓反應。

BP系列全自動在線背壓調節(jié)器可與供料泵（點擊查看詳情）實時聯動，保證反應器中的恒流恒壓環(huán)境，使條件摸索的準確度和效率大幅提高。

BP系列全自動在線背壓調節(jié)器

特點：

l  3秒快速響應，背壓閥范圍內自動調壓

l  316L、C276不同材質閥體，適用更多的液體或氣體種類

l  可選配200℃高溫背壓閥，適用于高溫體系反應

l  高靈敏度數字壓力檢測與0.06°步距角細分，適調壓精度更精準

BP系列全自動在線背壓調節(jié)器連接在微反應后端，當物料在反應器內壓力波動時也能實時保持設定壓力，與進料控制系統(tǒng)聯用就可以將反應體系保持在恒流恒壓的狀態(tài)，這對實驗的重復性和精準性至關重要，避免物料的浪費，也大幅提高了研發(fā)的效率。

BP系列全自動在線背壓調節(jié)器做到可以自動實時調節(jié)系統(tǒng)壓力，將壓力控制模塊與工藝分析技術結合，研究人員可通過壓力值數據，對流動化學過程工藝條件進行追溯，進而達到最佳的反應可重現性，為流動化工藝方法開發(fā)提供保障。

BP系列全自動在線背壓調節(jié)器性能指標

《化學通報》刊載的一例“連續(xù)流技術合成地奧司明"案例中，研究者以吡啶作為反應溶劑溶解橙皮苷，通過碘代氧化脫氫合成地奧司明。實驗過程中，研究者發(fā)現在常壓下，受吡啶沸點的限制，反應溫度很難提高。采用了混合反應器的方式即先微反連續(xù)再釜式延長反應時間，均未達到理想的結果。

后來，采用連續(xù)流微反應器，對于背壓下不同條件的研究結果如下：

在連續(xù)流微反應器系統(tǒng)中，可以通過背壓閥以增加系統(tǒng)壓力， 從而解決常壓反應過程中因體系物料沸點受限的問題。在背壓條件下，作者依次考察了反應溫度、體積流速、摩爾比對反應的影響。

圖1. 連續(xù)流微反應器中背壓下不同條件的影響

經研究發(fā)現這三個因素的提高對收率有不同程度的提升。

為了進一步探究反應溫度對橙皮苷轉化率和地奧司明收率可能存在的不同影響，將不同摩爾比的反應液經10℃下常壓攪拌混合 30min 后，再進入反應溫度為 170℃ 連續(xù)流微反應器進行反應。

圖2.調節(jié)溫差在連續(xù)流微反應器中的影響

結果如圖2所示，低溫有利于提高橙皮苷的轉化，高溫有利于地奧司明的生成。

作者在系統(tǒng)中引入背壓閥，增加系統(tǒng)壓力，獲得了優(yōu)化的工藝條件，即原料摩爾比為 1∶1. 5，反應液經 10℃下攪拌 30min 后，進入連續(xù)流微反應器反應。連續(xù)流微反應條件為壓力 1×106Pa、反應溫度170℃ 、原料濃度 50mg/mL、反應停留時間 2. 7min。

該研究表明：

1. 微反應器系統(tǒng)可以通過背壓來突破沸點對反應溫度的限制；

2. 采用兩溫區(qū)，混合式反應方式可以取得較好的研究結果；

3. 微反應器系統(tǒng)可以通過背壓來突破沸點對反應溫度的限制。

OPRD期刊載的一例“4-甲基-1H-吲哚的區(qū)域選擇性合成2-氰基-5-甲酰基-4-甲基-1H-吲哚"案例中，實驗過程中，研究者發(fā)現在常規(guī)反應中，使用甲苯和二甲苯溶劑都不能達到理想的反應收率，且反應過程中會產生大量的氣體，安全性不能達到保障。

研究組后來采用連續(xù)流反應器，以甲苯和二甲苯作為溶劑進行反應嘗試。

在高于二甲苯溶劑沸點（沸點144.4℃）條件下，通過增加壓力強化反應條件的方式，反應收率達78%。反應過程中產生的氣體可通過壓力控制裝置平穩(wěn)地釋放到體系外，達到減小體系壓力波動、安全連續(xù)生產的目的。

如上圖，研究組后來對條件進行驗證，背壓體系可以達到穩(wěn)定一致狀態(tài)。