连续流技术革新Pinnick氧化工艺：中国计量大学团队基于微通道反应器3分钟实现安全高效合成

在药物及精细化学品合成中，Pinnick氧化由于其对敏感官能团的耐受性，被广泛用于将α，β-不饱和醛氧化成相应羧酸的过程中。然而，该反应在传统间歇釜中进行时，面临安全风险高、反应条件受限、效率低等瓶颈。

本研究以水溶性巴豆酸的合成为例，通过Pimnick氧化巴豆醛合成巴豆酸。反应机理涉及作为活性氧化剂的亚氯酸，其在酸性条件下由亚氯酸钠形成。

因此，需要向反应中加入清除剂以消耗形成的次氯酸。在常见的几种清除剂（如2-甲基-2-丁烯、间苯二酚、氨基磺酸和过氧化氢）中，过氧化氢在成本与后处理简便性上表现出综合优势。

微反应技术凭借优异的传热传质能力与本质安全特性，能够安全处理高温、高压、高浓度等苛刻反应条件。

研究团队通过连续流系统对温度、物料配比及浓度等关键参数进行系统优化，确立了最佳工艺窗口。下图分别展示了参数对最终产率的具体影响。

巴豆醛、巴豆酸、亚氯酸钠、过氧化氢、抗坏血酸钠、乙腈、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、盐酸、甲基叔丁基醚。

优化的连续流工艺流程如上图所示：三股进料（巴豆醛的乙腈溶液、NaClO2水溶液、含磷酸盐缓冲盐的H2O2溶液）经微混合器快速混合后，进入沈氏科技微通道反应器进行反应。微通道反应器可通过调节串联反应器数量（每个反应器的内部体积为8.2 ml）或总流速来控制停留时间。

系统压力维持在4 MPa，气体生成对停留时间的影响在低浓度（0.1 mol/L）下偏差小于10%。反应液经出口冷却单元淬灭，背压调节器控制系统压力。随后，反应液经气液分离获得水相，用Na2SO3破坏水相中未反应的氧化剂，蒸发除去乙腈后，残余溶液用等体积的甲基叔丁基醚萃取3次，通过除去有机溶剂收集粗产物。

沈氏科技微通道反应器在苛刻条件下的稳定运行证实，对于Pinnick氧化这类伴随气体生成、强放热且存在不稳定中间体的高风险反应，连续流微反应技术可通过强化传递与精确控制，将其转化为安全、高效、经济的绿色工艺。该研究为α,β-不饱和醛氧化工艺树立了新标准，为相关中间体的绿色、高效合成提供了具备工业化前景的新方案。