Flow chemistry 流動(dòng)化學(xué)本意指在連續(xù)流動(dòng)的系統(tǒng)中完成化學(xué)反應(yīng)，不同于批次式反應(yīng)，其創(chuàng)新地將傳統(tǒng)獨(dú)立分開的合成操作過程整合起來，加快了合成的速度，尤其是能進(jìn)行危險(xiǎn)的、不易實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)條件，對(duì)于綠色化學(xué)和實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化領(lǐng)域具有非常重要的意義。

       連續(xù)流動(dòng)化學(xué)始于兩種以上的物料—比如起始反應(yīng)物，這些物料以設(shè)定流速用泵打入反應(yīng)艙室、反應(yīng)管或微型反應(yīng)器，不同反應(yīng)物料在此進(jìn)行混合和反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和物料流速，需要保證反應(yīng)物料在微型反應(yīng)器中達(dá)到某一特定的停留時(shí)間，從而獲得預(yù)期的反應(yīng)轉(zhuǎn)換率。因?yàn)榉磻?yīng)是在連續(xù)流動(dòng)的流體中進(jìn)行，自然希望對(duì)反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測以便得知各種反應(yīng)條件狀況，因此反應(yīng)的監(jiān)測就尤為重要。

     本應(yīng)用指南中，為大家介紹使用 expression CMS 進(jìn)行的兩種不同反應(yīng)的流動(dòng)化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)案例。

實(shí)驗(yàn)方法

質(zhì)譜系統(tǒng)：expression® CMS 小型臺(tái)式質(zhì)譜儀

 一、儀器設(shè)置

      實(shí)驗(yàn)中使用了兩種略有不同的設(shè)置。在第一種方法中，使用注射器將反應(yīng)混合物注入質(zhì)譜中(通過閥門，圖1)。

第二種情況，使用注射泵系統(tǒng)輸送試劑，通過閥門切換自動(dòng)將樣品轉(zhuǎn)移到質(zhì)譜中（圖2）， CMS 的數(shù)據(jù)輸入到反應(yīng)優(yōu)化和數(shù)據(jù)處理軟件中。

二、質(zhì)譜條件

掃描范圍：m/z 100-m/z 800；

掃描時(shí)間：400ms；

掃描速度：1750 m/z units/s； 

流速：0.2mL/min；

流動(dòng)相：MeCN，H2O（50:50）（0.1% 甲酸）；

離子源：ESI；   

模式：正離子模式               

Capillary Temp：200℃；

Capillary Voltage：80V；  

Source Offset：30；   

Source Gas Temp：250℃；  

ESI Voltage：3500V；

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

 反應(yīng)數(shù)據(jù)（圖3）顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測到產(chǎn)物的增加和原料的減少，同時(shí)看到中間體和雜質(zhì)，提供有關(guān)反應(yīng)的有價(jià)值信息，該信息在對(duì)反應(yīng)/過程把控上為實(shí)驗(yàn)人員提供了其他技術(shù)無法提供的的優(yōu)勢。

獲得的詳細(xì)數(shù)據(jù)有利于進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)（尤其對(duì)于工藝開發(fā)），加深理解反應(yīng)機(jī)理，這對(duì)于進(jìn)一步反應(yīng)機(jī)理開發(fā)至關(guān)重要。

使用 CMS 監(jiān)測流動(dòng)池中不同停留時(shí)間的反應(yīng)，可以密切監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程，看到大量雜質(zhì)/中間體的形成條件，并且可以選擇最佳停留時(shí)間。該反應(yīng)通過兩種不同的中間體進(jìn)行，如果反應(yīng)沒有得到適當(dāng)控制和優(yōu)化，最終可能會(huì)成為雜質(zhì)。因此，密切監(jiān)測和了解這一過程至關(guān)重要。

        在本實(shí)驗(yàn)中，通過流動(dòng)化學(xué)設(shè)備自動(dòng)確定試劑配比，輸送不同組分的反應(yīng)混合物。通過 expression CMS 實(shí)時(shí)監(jiān)測原料、產(chǎn)物和中間體，有利于后續(xù)優(yōu)化反應(yīng)。

結(jié)論

        1、expression CMS 是與流動(dòng)化學(xué)系統(tǒng)聯(lián)用的理想質(zhì)譜儀。

        2、expression CMS 上具有多個(gè)信號(hào)輸入和輸出口，使其具有靈活的接口功能。

       3、expression CMS 分析提供了有關(guān)反應(yīng)的詳細(xì)實(shí)時(shí)信息，這些信息通常是其他分析技術(shù)（例如色譜、核磁共振、紅外/近紅外、紫外）無法提供的。

        4、ESI 和 APCI 多種離子源選項(xiàng)擴(kuò)展了可監(jiān)控的反應(yīng)范圍。

       5、Advion Interchim Scientific 在質(zhì)譜與新型合成化學(xué)聯(lián)用的解決方案方面經(jīng)驗(yàn)豐富，可提供多種質(zhì)譜聯(lián)用方案。

關(guān)于Advion Interchim Scientific

        Advion Interchim Scientific 致力于分離鑒定、純化制備技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，expression CMS 質(zhì)譜系統(tǒng)擁有技術(shù)，兼顧靈活性、易用性、可靠性，可快速準(zhǔn)確提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)。pufiFlash 快速制備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能純化，多種檢測方式可供選擇，色譜柱齊全，性能*。