流動(dòng)化學(xué)，也稱(chēng)為連續(xù)流或柱塞流化學(xué)，是一種在連續(xù)流動(dòng)的流體中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)物被泵入一個(gè)混合裝置中，然后流至溫度受控的管路、管道或者微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中直至反應(yīng)完成。為了促進(jìn)所需的反應(yīng)，通常混合裝置和反應(yīng)器都要維持在一個(gè)合適溫度。但是，為了促進(jìn)電化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)，也會(huì)將反應(yīng)物暴露于電通量或者光子通量中。

間歇處理 vs 流動(dòng)處理

與傳統(tǒng)的間歇化學(xué)相比，流動(dòng)化學(xué)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

操作危險(xiǎn)物質(zhì)時(shí)反應(yīng)更安全。 卓越的散熱功能保證能安全地操控高放熱反應(yīng)。與間歇處理相比，流動(dòng)化學(xué)能使任何時(shí)候處理的危險(xiǎn)物質(zhì)量最小化。

產(chǎn)氣反應(yīng)更安全。在流動(dòng)處理中，產(chǎn)氣的最大速率取決于反應(yīng)試劑的泵出速率。間歇反應(yīng)器無(wú)法控制產(chǎn)氣速率，可能會(huì)導(dǎo)致爆炸。

高壓反應(yīng)更安全。流動(dòng)反應(yīng)器不需要頂部空間。這樣消除了與高壓壓縮氣體/蒸汽相關(guān)的危險(xiǎn)。

提供間歇反應(yīng)器不能輕易實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)條件。在流動(dòng)處理中，反應(yīng)時(shí)間能精確控制到幾秒鐘或更短的時(shí)間，可以快速生成在另一反應(yīng)步驟中立即需要的活性中間體。

加快反應(yīng)速率。流動(dòng)反應(yīng)器能夠簡(jiǎn)便、安全地增壓。這使反應(yīng)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于溶劑正常沸點(diǎn)，從而使反應(yīng)速率比回流條件下快 1000 倍。

能快速地?cái)U(kuò)大反應(yīng)規(guī)模。眾所周知，間歇反應(yīng)規(guī)模放大存在很多困難。流動(dòng)反應(yīng)可以很容易地?cái)U(kuò)大，通過(guò)增加時(shí)間、增大流速及相應(yīng)地使用更大的反應(yīng)器就能夠?qū)崿F(xiàn)。

整合下游工藝。下游工藝、后處理和分析都可以整合到流動(dòng)處理過(guò)程中。如可以增加水相后處理、金屬清除柱或離子交換樹(shù)脂等操作。紫外線、電導(dǎo)率、pH 及 FTIR 等在線分析技術(shù)都能容易地實(shí)現(xiàn)。

反應(yīng)優(yōu)化和試劑篩選。流動(dòng)化學(xué)添加自動(dòng)化程序后能快速改變反應(yīng)條件并可自行進(jìn)行小試反應(yīng)?？梢越o系統(tǒng)添加自動(dòng)取樣器，這樣就能進(jìn)行庫(kù)合成或試劑/催化劑篩選。