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新虫 (初入文坛)

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[交流] 颠覆传统！78.5 秒完成维生素 E 关键中间体合成，连续流微反应器立功。已有3人参与

维生素 E 作为兼具抗氧化、抗衰老功效的必需营养素，广泛存在于食用油、果蔬和谷物中，但天然产量远无法满足市场需求，人工合成成为行业核心方向。而 2,3,5 - 三甲基 - 1,4 - 苯醌（TMQ）作为合成维生素 E 的关键中间体，其生产效率直接决定了维生素 E 的工业化产能。近日，武汉工程大学团队在《New Journal of Chemistry》发表的一项研究，为 TMQ 合成带来了革命性突破 —— 采用自制连续流微反应器，以高速空气为氧化剂和搅拌剂，仅需 78.5 秒即可实现 2,3,6 - 三甲基苯酚（TMP）的高效氧化，转化率和产率分别达到 100% 和 88.9%，远超传统反应工艺。

传统工艺痛点：效率低、污染重、耗时久

工业上传统的 TMQ 合成主要依赖釜式反应器，以氯化铜为催化剂、双氧水或氧气为氧化剂，通过 TMP 催化氧化制备。但这一工艺存在诸多难以攻克的问题：
气液相传质效率低：氧气在液相中溶解度低，气体从气相到液相的传质过程缓慢，导致反应周期长达 5 小时以上，生产效率低下；
设备腐蚀与污染：催化剂中的氯离子会腐蚀生产设备，且传统工艺产生大量副产物，不符合绿色化工理念；
反应稳定性差：釜式反应器存在传热不均、液相返混等问题，不仅影响产物选择性，还存在潜在安全风险。
此外，早期的硫酸磺化 - 二氧化锰氧化法因成本高、污染严重，已逐步被淘汰。开发高效、绿色、稳定的 TMQ 合成技术，成为维生素 E 产业发展的迫切需求。
技术革新：连续流微反应器的 “硬核实力”
武汉工程大学团队设计的连续流盘管微反应器，彻底改变了传统反应模式。该反应器由控制区、反应区和收集区三部分组成，核心采用内径 1mm、总长 100m 的不锈钢盘管，通过高速空气驱动反应液做圆周运动，借助离心力实现气液高效混合。
相比传统釜式反应器，它具备三大核心优势：
1.传质效率飙升：高速气流使液体分散为微小液滴或液膜，气液接触面积大幅增加，传质效率较传统釜式反应器提升数百倍，直接将反应时间从 5 小时压缩至 78.5 秒；
2.反应条件温和可控：反应在 100℃、1.5MPa 下进行，通过精准控制气液流速（空气 60mL/min、液体 0.1mL/min）和盘管直径（2mm），实现反应过程的稳定调控，避免副反应发生；
3.绿色安全环保：以空气作为绿色氧化剂，替代传统高污染氧化剂，且无液相返混现象，产物选择性显著提升，同时反应器结构紧凑，安全风险远低于釜式设备。
关键数据：传统工艺与连续流工艺对比
工艺类型反应时间 TMP 转化率 TMQ 产率核心优势
釜式反应器（STR） 300 分钟 67.4% 44.7% 设备简单、初期投入低
连续流微反应器（CFR） 78.5 秒 100% 88.9% 高效快速、绿色环保、稳定可控
从数据可以看出，连续流微反应器不仅将反应时间缩短至原来的 1/152，还使转化率和产率分别提升 32.6 和 44.2 个百分点，展现出极强的工业化应用潜力。
未来展望：引领精细化工生产变革
该研究不仅解决了 TMQ 合成的行业痛点，更为精细化工领域的气液反应提供了新范式。连续流微反应器凭借其高效传质、精准控温、绿色安全等优势，已在氧化、氢化、羰基化等多种反应中得到应用。
随着技术的不断优化，未来该工艺有望进一步实现规模化放大，为维生素 E、抗氧化剂、药物中间体等产品的生产带来成本降低、效率提升、环保升级的多重效益。武汉工程大学团队的这项创新，不仅彰显了微反应技术在绿色化工中的核心价值，也为我国精细化工产业的高质量发展注入了新动能。
这项技术的突破，让我们看到了连续流微反应技术颠覆传统化工生产的巨大潜力。未来，随着更多类似技术的落地，化工行业将朝着更高效、更绿色、更安全的方向加速迈进，为我们的生活带来更多优质产品的同时，也守护着绿水青山。

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