電化學(xué)合成是利用電能來驅(qū)動(dòng)化學(xué)變化。用電來代替有毒和昂貴的化學(xué)試劑，更清潔和便宜的合成讓化學(xué)合成能夠更好的提高生產(chǎn)效率和成本的降低。

電化學(xué)和連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)

電合成是通過使電流通過試劑溶液進(jìn)行的，通過添加或去除電子導(dǎo)致有機(jī)分子的氧化和還原。電合成有許多優(yōu)點(diǎn):無需危險(xiǎn)的氧化劑和還原劑即可生成活性物質(zhì);反應(yīng)通常是高度

選擇性的，電化學(xué)反應(yīng)可以在溫和的條件下進(jìn)行。電化學(xué)通過過電位直接定義電子能量，有助于避免形成不需要的副產(chǎn)物。根據(jù)“綠色化學(xué)”的原則，電化學(xué)具有高原子經(jīng)濟(jì)性和低浪費(fèi)。

電化學(xué)不是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)技術(shù)，因?yàn)樵O(shè)備不易于使用，而且批量電合成需要高濃度的電解質(zhì)。將電化學(xué)與連續(xù)流動(dòng)相結(jié)合提供了強(qiáng)大的組合。由于從反應(yīng)器中取出反應(yīng)產(chǎn)物并且不允許與未反應(yīng)的起始材料混合，因此可以消除對(duì)電解質(zhì)的要求并且反應(yīng)具有改進(jìn)的選擇性。

WH-LAB 是一種實(shí)驗(yàn)級(jí)電化學(xué)反應(yīng)器，可用于使用綠色化學(xué)原理在連續(xù)流動(dòng)中進(jìn)行各種還原/氧化反應(yīng)。有多種電極可供選擇，如石墨、鉑、鈦、紫銅、發(fā)泡鎳等。WH-LAB微通道電化學(xué)反應(yīng)器具有電極距離近，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)等特點(diǎn)。電極距離近的特點(diǎn)能帶來電壓低、電解質(zhì)用量少或者不用電解質(zhì)的優(yōu)勢(shì);連續(xù)反應(yīng)可帶來物料不返流的優(yōu)勢(shì)，從而可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物不過度氧化還原，提高產(chǎn)品收率。另外，微通道電化學(xué)反應(yīng)器還有控溫準(zhǔn)確，傳質(zhì)快速的特點(diǎn)。在電極距離極小條件下，還能實(shí)現(xiàn)特殊的氧化還原耦合反應(yīng)。

電化學(xué)在流動(dòng)化學(xué)中的應(yīng)用

電化學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)試劑的獨(dú)特活化，從而實(shí)現(xiàn)其他技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的選擇性和轉(zhuǎn)化。電子的轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)反應(yīng)和轉(zhuǎn)變，意味著電化學(xué)是一種表面現(xiàn)象，當(dāng)表面積/體積比高時(shí)，反應(yīng)可以得到優(yōu)化。

流動(dòng)中的電化學(xué)意味著基料可以在兩個(gè)電極之間流過，調(diào)節(jié)流速的能力將調(diào)節(jié)基料暴露于電子轉(zhuǎn)移過程的時(shí)間量。與典型的批處理方法相比，這種方法的優(yōu)勢(shì)意味著我們可以最大程度地發(fā)揮表面現(xiàn)象特性的潛力，即減少電極之間的距離，以實(shí)現(xiàn)更高效的電子傳輸。這樣，流動(dòng)中的電化學(xué)極大地允許更好的控制和反應(yīng)的選擇性。

電化學(xué)在流動(dòng)化學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

除了能夠使用其他技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的獨(dú)特反應(yīng)和轉(zhuǎn)化之外，電化學(xué)還可以實(shí)現(xiàn):

1、減少有毒和有害氧化劑的使用量

2、反應(yīng)性中間體的產(chǎn)生，多步合成的理想選擇

3、快速氧化和還原藥物代謝產(chǎn)物的氧化合成

4、藥物代謝產(chǎn)物的氧化合成

在電化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)由可用于激活分子以產(chǎn)生所需反應(yīng)的電子數(shù)量驅(qū)動(dòng)。

在流動(dòng)中進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)意味著您可以在電子轉(zhuǎn)移過程中在電極之間連續(xù)流過基料。調(diào)節(jié)流速的能力意味著電化學(xué)反應(yīng)的停留時(shí)間受到嚴(yán)格控制，而停留時(shí)間通常決定產(chǎn)物的分布和副產(chǎn)物形成的控制。

連續(xù)流動(dòng)方式運(yùn)行意味著您可以得到更大數(shù)量的電化學(xué)反應(yīng)的底物，并且每次實(shí)驗(yàn)都可以得到更多的產(chǎn)物。在兩個(gè)電極之間的通道中流動(dòng)流體時(shí)，減小電極之間的距離可以更好地控制轉(zhuǎn)移到基料上的電子數(shù)量，從而更好地控制和選擇性地進(jìn)行反應(yīng)，這意味著您可以更準(zhǔn)確地分配產(chǎn)品還將獲得更高的產(chǎn)品產(chǎn)量。

核心流動(dòng)原理意味著溫度控制在電化學(xué)反應(yīng)期間也顯著提高，因?yàn)檩^小的通道促進(jìn)了更高效的傳熱，因此，可以在單個(gè)電化學(xué)反應(yīng)中控制范圍變量以達(dá)到所需條件。這意味著流動(dòng)中的電化學(xué)反應(yīng)比分批過程中的類似反應(yīng)快得多，分批反應(yīng)通常要花費(fèi)數(shù)小時(shí)才能完成，通常在流動(dòng)電化學(xué)反應(yīng)器中幾分鐘內(nèi)就可以完成，而由于運(yùn)行時(shí)所提供的控制量，該反應(yīng)還可以產(chǎn)生更多，分布均勻的產(chǎn)品。

所有這些因素意味著，與批量過程中的類似反應(yīng)相比，流動(dòng)電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生速度要快得多，通常需要幾分鐘或以上，而且由于控制量的原因，產(chǎn)生的產(chǎn)品分布也更均勻。

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