[發明專利]一種光敏氧化反應設備及其應用

有效

• 申請號: 201310615207.5
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103785339A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 林文彬;劉志強
• 申請（專利權）人: 湖南科源生物制品有限公司
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀

技術領域

本發明涉及一種光敏氧化反應設備及其應用，尤其是涉及一種規模做光敏氧化反應設備及應用。

背景技術

光敏氧化反應是有機合成反應中具有重要實際意義的光化學反應之一，特別是在藥物用香料等的合成方面更有其突出的優點。例如在計劃生育、疾病治療方面有重要用途的前列腺素，用生化方法或其它方法均很難制備得到。而通過光氧化反應，可由花生四烯酸僅經兩步就可以得到具有生理活性的前列腺素PGE₂（參見肖緒玲等，?中國科學，24（5），648（1981））。在抗腫瘤活性藥物方面，Costedo等報道了利用單態氧與雙鍵的[4+2]加成反應進行的Pontevedrine?(Scheme?1)的全合成（參見Costedo?L,?et?al,?Tetrahedron?Letters,?1978,?2179）。

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具有玫瑰香味的香料玫瑰醚可由香茅醇經光敏氧化等反應得到(Scheme?2)。這一方法已經實現工業化生產（參見Klein?E.,?Rojahn?W.,?Tetrahedron,?1965,?21,?2173）。

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目前用作光催化反應設備的主要有三種類型：

1、傳統小型光催化反應器

傳統小型光催化反應器是通過光源在環狀反應器內的持續照射，使反應液中的光敏劑吸收光子激發并傳遞給氧分子，將三線態氧激發為單線態氧，再與反應物發生反應，包括通氣管接口1、冷阱2、燈3、磁力攪拌器4、反應容器5和冷凝管接口6，具體結構見附圖1。

2、內嵌式光反應釜

內嵌式光反應釜主要存在以下的問題：1）傳統的釜式光反應器的高徑比較小，氣液混合不均勻，尤其靠近反應釜壁處易形成反應死區；2）傳統的釜式光反應器內部液體混合靠外部泵強制循環，釜內湍流程度較低，無法保證均勻反應；3）傳統的釜式光反應器內無穩妥的熱移除手段，有較大的安全隱患。

3、管式流動光反應器

該反應器的缺點是結構復雜，價格昂貴，且一批次做的量較少，光利用率較低。

光反應因其光照強度的影響較大，而光照強度又隨著距離的增加大幅度下降；同時，普通光源的光電轉化效率較低，導致電能轉化為熱能，故對光源的降溫也是光反應放大的一個障礙。作為光敏反應，光敏劑的吸收光譜與光源的發射光譜的契合度是光照強度轉化為單線態氧的重要因素。因為這些因素，光敏氧化反應使有機化學中大規模生產受到一些限制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術中光敏反應設備的不足，并提供一種適于規模化生產使用的光敏氧化反應設備。

本發明進一步要解決的技術問題是：提供一種利用所述光敏氧化反應設備進行光敏氧化反應的方法。

本發明解決其技術問題采用的技術方案為：

本發明之一種光敏氧化反應設備，由一個恒溫槽和3個以上的光反應器組成，所述光反應器固定于恒溫槽中，所述光反應器包括帶砂芯的層析柱，所述層析柱中間嵌有玻璃管，所述層析柱和玻璃管之間設有反應體系空腔，玻璃管中間設有光源，層析柱底部設有帶活塞的接口。

進一步，所述光反應器的高徑比≥4。

進一步，所述光源為LED燈。

進一步，所述恒溫槽為具有冷卻功能的恒溫槽。

本發明進一步解決其技術問題所采用的技術方案是，將反應液添加到光敏氧化反應設備的反應體系空腔內，調節恒溫槽的溫度至設定溫度，再添加光敏劑，接通光源，然后，從層析柱底部接口處通入氧氣或空氣，進行光敏氧化反應。

進一步，光敏劑優選四苯基卟啉或四苯基卟啉衍生物。

氧氣或空氣在光源下通過光敏劑，會產生光敏氧化反應所需的單線態氧。

本發明之光敏氧化反應設備的有益效果：其中的光反應器的高徑比可以做得比較大，故光照能照透整個反應液；層析柱底部接口用于從底部通入氧氣或空氣，空氣或氧氣汽泡從底部向上穿過反應液，對反應液具有攪拌作用，使反應液混合均勻，故不會存在反應死區；光反應器固定于恒溫槽中，反應體系與冷卻液接觸的表面積很大，可以保證反應過程的安全；光源采用LED光源，其光電轉化率較高，釋放的熱能較少，故可以于反應液中冷卻，不用裝冷卻循環水，降低了光敏氧化反應設備的復雜度；結構簡單，制造成本低，操作簡便。