[發(fā)明專利]快速篩選多相反應(yīng)的方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00812481.7
• 申請日: 2000-07-17
• 公開（公告）號: CN1372490A
• 公開（公告）日: 2002-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·P·弗拉納甘;W·G·莫里斯;R·N·約翰森
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 周備麟,黃力行

相關(guān)申請的相互參照

本申請要求享有1999年7月16日提出的標(biāo)題為“高效的化學(xué)篩選方法和裝置”的美國臨時(shí)專利申請60/144?567的優(yōu)先權(quán)和相關(guān)權(quán)益，本文引用其整個(gè)內(nèi)容作參考。

背景

1.本發(fā)明的范圍

本發(fā)明涉及用于快速篩選(screen)潛在的反應(yīng)劑、催化劑及相關(guān)的工藝狀態(tài)的方法和裝置，更具體地說，涉及用于快速組合篩選在混合相反應(yīng)系統(tǒng)中的潛在的反應(yīng)劑和催化劑的方法和裝置。

2.相關(guān)技術(shù)的討論

70年代推廣的組合化學(xué)已日益成為許多領(lǐng)域中的科學(xué)家們的普通研究方法。組合鑒別生物學(xué)活動(dòng)已在制藥工業(yè)中普遍流行近20年，而且，最近對化學(xué)工業(yè)上成批生產(chǎn)的改進(jìn)的催化劑的組合篩選也越來越普遍了。

在組合篩選液相反應(yīng)方面，早期的工作集中在對催化劑的篩選上。在采用組合方法之前，催化劑的試驗(yàn)習(xí)慣上在試驗(yàn)室規(guī)模或較大的試驗(yàn)工廠內(nèi)進(jìn)行，在試驗(yàn)時(shí)，供入連續(xù)流動(dòng)的反應(yīng)物質(zhì)在接近穩(wěn)定狀態(tài)的反應(yīng)條件下與催化劑相接觸。這種類型的試驗(yàn)裝置難以在組合化學(xué)所要求的微觀規(guī)模上再現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果。快速的組合篩選反應(yīng)劑、催化劑及相關(guān)的工藝狀態(tài)要求在生產(chǎn)規(guī)模的反應(yīng)器中同時(shí)測試大量的反應(yīng)或催化系統(tǒng)，同時(shí)又能保持測試結(jié)果與最終性能之間有意義的關(guān)聯(lián)。

因此，在研究生產(chǎn)規(guī)模的反應(yīng)的組合篩選方面已處于落后狀態(tài)。原因之一是在組合作業(yè)所需的微觀規(guī)模方面難以模仿大規(guī)模的反應(yīng)。具體地說，在與質(zhì)量傳輸速度或流動(dòng)形態(tài)密切相關(guān)的反應(yīng)上會(huì)出現(xiàn)特殊的問題。例如，反應(yīng)可能要求液相被氣態(tài)反應(yīng)劑飽和，以便進(jìn)行明顯的相傳遞。這就難以在小規(guī)模上一致地再現(xiàn)多個(gè)樣品的試驗(yàn)結(jié)果。

另外，迄今大多數(shù)的組合作業(yè)都集中在“固相”反應(yīng)上。眾所周知，在固定于樹脂上的基體上可以進(jìn)行許許多多的有機(jī)反應(yīng)。但是，眾多的生產(chǎn)規(guī)模的反應(yīng)是“液相”或“混合相”的，并且，通常在連續(xù)流動(dòng)的反應(yīng)裝置中進(jìn)行。

最后，許多的組合裝置都十分復(fù)雜，因此，需要做許多的工作和花費(fèi)很多錢才能使各種試驗(yàn)都獲得最好結(jié)果。對于許多的用途來說，最好具有一種適合于工作臺(tái)面試驗(yàn)并且還能采用各種反應(yīng)形式進(jìn)行高效的化學(xué)篩選的簡單而緊湊的裝置。

由于對批生產(chǎn)化學(xué)制品的需求持續(xù)地增長，故需要有以現(xiàn)有的資源來生產(chǎn)更多產(chǎn)品的新的和改進(jìn)的方法，以便滿足市場的需求。但是，對上述生產(chǎn)過程添加的各種有效的反應(yīng)劑和催化劑系的一致性差一直使化學(xué)工業(yè)感到困惑。因此，需要的是適合于快速篩選潛在的反應(yīng)劑、催化劑和相關(guān)工藝狀態(tài)的新的和改進(jìn)的方法和裝置。

本發(fā)明概述

因此，本發(fā)明提出快速篩選多相反應(yīng)劑系的方法和裝置。在一個(gè)示范性的實(shí)施例中，上述的裝置具有一個(gè)帶有多個(gè)可接納至少部分地包含在液體中的反應(yīng)劑系的基體槽的反應(yīng)基體。用第一加熱源使上述反應(yīng)劑系保持在第一溫度。對上述反應(yīng)基體安裝一個(gè)蓋板，使得在基體槽的上方形成密封的上部空間。上述蓋板包括可使蓋板保持在高于上述第一溫度的第二溫度的第二加熱源。

本發(fā)明的典型的方法包括設(shè)置多個(gè)基體槽以及將至少部分地包含在液體中的反應(yīng)劑系加入到各個(gè)基體槽內(nèi)。設(shè)置一個(gè)上部空間，以使反應(yīng)劑系保持在規(guī)定的壓力和大氣下，并防止液態(tài)反應(yīng)劑系在加熱時(shí)發(fā)生冷凝作用。可將一種氣態(tài)反應(yīng)劑通入上部空間的大氣中。

附圖簡述

參看下面的說明、所附權(quán)利要求書以及附圖可以更明白本發(fā)明的各種形式、特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中：

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種形式的剖視圖；

圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種形式的透視圖；

圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種形式的頂視圖；

圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種形式的剖視圖；和

圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種形式的簡單示意圖。

優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明

本文所用的術(shù)語是采用其公認(rèn)的詞義，或者說用公認(rèn)的詞義來限定。在此前提下，本發(fā)明提出一種快速篩選潛在的反應(yīng)劑、催化劑及相關(guān)的工藝狀態(tài)的方法和裝置。

對于許多需要試驗(yàn)的催化劑材料，可能很需要評價(jià)單一催化劑以及各種組合催化劑的可變的濃度。如同在其他系統(tǒng)所證實(shí)的那樣，采用組合的化學(xué)方法可以更快地發(fā)現(xiàn)適合于混合相聚合反應(yīng)的催化劑。但是，對混合相聚合反應(yīng)應(yīng)用組合化學(xué)的困難之一是需要再現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)所要求的流動(dòng)形態(tài)和質(zhì)量傳遞動(dòng)力學(xué)。例如，含有氣相的潛在反應(yīng)劑需要以可使反應(yīng)動(dòng)力學(xué)最快的方式使其進(jìn)入液相反應(yīng)劑中，同時(shí)又能再現(xiàn)大規(guī)模批生產(chǎn)中所用的反應(yīng)條件。