Oxidación de pinnick de flujo continuo con reactor de microcanal que logra una síntesis segura y de alta eficiencia en solo 3 minutos
Oxidación de Pinnick en la síntesis farmacéutica y química fina
La oxidación de Pinnick se aplica ampliamente en la fabricación de productos farmacéuticos y químicos finos debido a su excelente tolerancia a los grupos funcionales, en particular para la oxidación de aldehídos α,β-insaturados a los ácidos carboxílicos correspondientes . Sin embargo, cuando se lleva a cabo en reactores discontinuos convencionales, el proceso presenta importantes desafíos, como riesgos de seguridad, ventanas operativas estrechas y una eficiencia limitada.
Avance en el flujo continuo mediante reactores de microcanales
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Yifeng Zhou de la Universidad Jiliang de China informó un avance importante en Journal of Flow Chemistry , demostrando la oxidación de Pinnick de flujo continuo a 120 °C y 4 MPa utilizando un reactor de microcanal Shenshi (HZSS WRC00820) .
El tiempo de reacción se redujo de varias horas a 3 minutos , logrando un rendimiento del 95,6% sin depender de sales tampón de fosfato de alto costo, lo que resalta las ventajas de la intensificación del proceso.
Mecanismo de reacción y control de vías
La síntesis de ácido crotónico a partir de crotonaldehído se seleccionó como reacción modelo. La oxidación se lleva a cabo mediante ácido cloroso , generado in situ a partir de clorito de sodio en condiciones ácidas.
Consideraciones mecanicistas
- Formación de un intermedio cíclico de cinco miembros mediante la adición de ácido cloroso.
- Fragmentación pericíclica con transferencia de hidrógeno.
- Liberación de ácido hipocloroso (HOCl) como subproducto reactivo.
Para suprimir las reacciones secundarias inducidas por el HOCl, se requiere un depurador. Entre los extintores más utilizados, el peróxido de hidrógeno ofrece el equilibrio óptimo entre rentabilidad y simplicidad en el procesamiento posterior.
Seguridad intrínseca e intensificación de procesos
La tecnología de microrreacción de flujo continuo permite la gestión segura de reacciones altamente exotérmicas con desprendimiento de gas e intermediarios inestables. La transferencia mejorada de calor y masa permite la operación en condiciones inalcanzables en reactores discontinuos convencionales.
Desarrollo de Procesos y Operación Continua
La temperatura de reacción, la concentración y las proporciones de alimentación se optimizaron sistemáticamente. El tiempo de residencia se controló con precisión mediante el ajuste del caudal y la numeración de los reactores (volumen del reactor: 8,2 mL ).
Configuración de flujo continuo
Se mezclaron rápidamente tres corrientes de alimentación (crotonaldehído en acetonitrilo, clorito de sodio acuoso y solución de peróxido de hidrógeno) y se introdujeron en el reactor de microcanales Shenshi.
La presión del sistema se mantuvo a 4 MPa , con una desviación mínima del tiempo de residencia a pesar de la evolución del gas.
Conclusión
Este estudio demuestra que la tecnología de microrreactores de flujo continuo puede transformar la oxidación de Pinnick (una reacción tradicionalmente limitada por la seguridad y la escalabilidad) en un proceso seguro, eficiente e industrialmente viable .
Los resultados establecen un nuevo punto de referencia para la oxidación de aldehídos α,β-insaturados y resaltan el papel de los reactores de microcanales en el avance de la fabricación de productos químicos ecológicos.
Acerca de Shenshi
Fundada en 2005, Hangzhou Shenshi Energy Conservation Technology Co., Ltd. (SHENSHI) es una empresa de alta tecnología especializada en tecnologías de transferencia de calor y microrreacción energéticamente eficientes. Como pionera en la gestión térmica baja en carbono, Shenshi diseña y fabrica intercambiadores de calor y microrreactores de alto rendimiento para sectores como la energía, la ingeniería marina y offshore, el hidrógeno, la industria farmacéutica y la fabricación avanzada.
Con soluciones implementadas en más de 40 países, Shenshi se compromete a ofrecer tecnologías térmicas confiables, eficientes y sostenibles para aplicaciones industriales exigentes.
