康宁AFR认证实验室系列 | 南开大学·沧州渤海新区绿色化工研究院康宁反应器应用认证实验室

南开大学·沧州渤海新区绿色化工研究院康宁反应器应用认证实验室

南开大学·沧州渤海新区绿色化工研究院康宁反应器应用认证实验室成立于2020年12月，是南开大学渤海新区绿色化工研究院平台建设的重要组成部分。

实验室主要用于开展连续流工艺开发、反应安全等创新研究工作。

同时，实验室将为园区及附近企业提供科技创新服务，助力企业实现实验室到规模化生产之间的无缝对接，带动企业提质增效。

南开大学·沧州渤海新区绿色化工研究院

基本情况介绍

南开大学—沧州渤海新区绿色化工研究院航拍图

南开大学—沧州渤海新区绿色化工研究院坐落于临港经济技术开发区，是沧州市深入贯彻落实新发展理念，推动区域经济高质量发展的重 点工程。

研究院依托南开大学优势学科，规划建设绿色化工、新材料、生物医药等10余个分支研究机构，在技术服务、成果转化、人才培养等方面开展系列工作。

实验室所在的研究院研发平台总面积4000m2，共分8部分的研究和服务内容（见下图）。

研发平台建设简介

实验室开展的服务主要有以下几方面：

连续流反应快速可行性验证服务

连续流工艺开发服务

反应热及工艺风险评估等反应安全研究服务

常规理化分析测试服务

认证实验室仪器及相关设备介绍

目前，实验室平台拥有康宁Advanced-Flow® G1反应器、康宁Lab Reactor反应器。配备有RC1、DSC等量热设备，超高效液相色谱、离子色谱、气相色谱-质普联用等色谱质谱仪器，傅里叶红外光谱、紫外、荧光、波长色散X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱等光谱设备，X射线衍射仪、热重分析仪、激光粒度仪等材料表征测试仪器以及常见的理化分析仪器等。

实验平台可完成高质量的连续流合成反应工艺开发、材料表征测试、反应热及工艺风险评估检测以及常规理化分析等项目。

康宁反应器设备

能力与成绩

2022年9月“南开大学・沧州渤海新区绿色化工研究院”被河北省科学技术厅认定为“河北省合作共建科技平台示范基地”。

研究院立足南开大学优势学科，围绕沧州市重大产业需求，搭建分析测试、反应风险评估、工艺筛选优化、能源化学研发、催化及纳米材料研发、功能高分子及环境保护研发、绿色农药及精细化工研发、有机合成及药物研发等8个平台，累计完成专 利申报或授权22项，与区内普瑞东方、信联化工等50余家企业建立了产学研合作关系，高盐废水回收与利用项目、医用树脂和原料药等2个项目实现成果转化落地。

如果您需要了解微通道反应器技术

• 在实验室工艺研发、工业化系统集成以及工程设计的技术细节；

• 更多应用实例；

• 探讨合成工艺的技术可行性；

• 委托进行工艺开发实验测试实验。

请您直接联系我们！

联系方式：

Email：reactor.asia@corning.com

电话：4008-121-766

一、背景介绍

       环氧苯乙烷又称氧化苯乙烯，可用作环氧树脂稀释剂、UV-吸收剂、增香剂，也是有机合成，制药工业、香料工业的重要中间体。如环氧苯乙烷催化加氢制得的β-苯乙醇是玫瑰油、丁香油、橙花油的主要成分，广泛应用于食品、烟草、肥皂及化妆品香精。

二、传统工艺分析

       环氧苯乙烷工业上主要通过卤醇法和过氧化氢催化环氧化合成。卤醇法由于其能耗高，污染重，是一个急需改进的工艺；

       而借助有机金属催化进行的过氧化氢环氧化因其环保，无污染等优点，使得该工艺具备广阔前景。但其缺点也很明显，反应时间过长，过氧化氢用量过大，制约了其工业化应用。

三、连续流工艺探讨

       福州大学的连续流专家郑辉东团队就苯乙烯环氧化进行了一系列连续流研究，希望借助微反应器技术解决苯乙烯催化环氧化存在的问题。

       首先作者对2,2,2 -三氟苯乙酮的催化机理作了探讨。氟原子是一个良好的吸电子基团，2,2,2-三氟苯乙酮能与MeCN和H₂O₂反应后，生成一个更具活性的五元环氧化剂中间体，稳定这种过渡态是提高反应转化率和选择性的关键。

图1. 2,2,2-三氟苯乙酮作催化剂稳定五元环

图2. 苯乙烯环氧化反应结构式

       接着郑教授团队用该催化剂进行了釜式工艺的对照实验，确定了反应的催化剂，溶剂及缓冲液体系（如上图所示），并完成了20mmol的放大实验。这里，作者进行了釜式条件下，反应时间和转化率相关性的研究，如下：

图3. 间歇反应器中苯乙烯环氧化反应的研究

       结果表明，只有通过延长反应时间至5小时，且增加反应浓度（减小反应体系的溶剂和缓冲液用量），才能得到90.3%转化率，95.7%选择性（Fig 1b）；此外，过氧化氢的用量需4个当量。

       作者分析原因，认为是非均相反应放大过程中，两相无法快速有效地混合以及换热效率低下导致局部反应差异化过大所致。因此，作者希望借助Corning 反应器GX优异的传质传热特性来解决这一问题。

       作者根据釜式工艺，在筛选优化了反应温度，催化剂比例，溶剂配比和流速等参数后，Z终确定以模式3进行连续流环氧化，如下图所示，

图4. 釜式反应工艺条件的筛选

图5. 连续流反应流程示意

       在模式3下，反应在80℃，背压8bar，总流速30ml/min，缓冲液流速8.5ml/min，通过过氧化氢的二次进料以及首次反应液的二次反应，可实现96.7%转化率，95%选择性，Z终收率可达91.8%。

       整个反应耗时仅需3.17min，与釜式工艺的5小时相比，反应时间大大缩短，且反应效果更好（釜式工艺下，转化率仅90.3%），此外过氧化氢用量减小至3个当量。究其原因在于Corning反应器独特的心形结构设计，从而大大强化了反应过程中的传质和传热，使得反应速度大大提升。

实验结论：

       通过Corning连续流反应器发展并优化出一种新的苯乙烯环氧化工艺；

       使用该连续流工艺，可获得较之釜式更为优异的反应结果，转化率96.7%，选择性95%；

       该连续流工艺反应耗时更短（3.17min），安全性更高；

       该工艺可以无缝放大，非常适合苯乙烯环氧化的工业化应用。

参考资料：Journal of Flow Chemistry (2020).  DOI:10.1007 /s41981 -019-00065-6

背景介绍

       近期，比利时烈日大学的康宁-烈日大学AFR应用认证实验室的Jean-Christophe M. Monbaliu博士和他的团队，利用康宁微反应器，以异丁基苯基酮及其类似物为原料，无需使用过渡金属催化剂，用氧气直接氧化合成具有叔醇结构的α-醇酮，并在康宁G1反应器上进行了放大，同时作者将合成的α-醇酮成功用于光催化还原合成金纳米颗粒。今天就给大家介绍第二步光催化还原合成金纳米颗粒。

       传统釜式光化学反应器由于受到光照均匀性和换热均匀性的限制，往往会造成反应非均匀性（导致副反应）以及能耗高的问题。“连续流动”光化学反应器可以从根本上提供均匀的光照并保持良好的“及时”换热，从而提高反应均匀性（选择性）和光能使用效率。

       此外，传统釜式光化学反应器存在工艺放大的困难，而康宁光化学反应器的无缝放大，解决了光化学反应的这一难点。

       康宁光化学反应器包括了康宁Lab光化学反应器、康宁G1光化学反应器（年通量80吨）及康宁G3光化学反应器（年通量1000吨）。

       康宁目前可为客户提供6个单一波长的选择(365nm、385nm、405nm、485nm、610nm和4000k)。康宁也可以根据客户需求，对一些特殊波长进行定制。

α-醇酮光催化还原合成金纳米颗粒

       作者使用康宁Lab Photo Reactor光化学反应器（图2），将这化合物2a和2b用于了纳米粒子的合成（图1），并验证了它们的性能。

图1. 光催化形成自由基合成金纳米颗粒

       选择365nm紫外光为光源，使用2a做原料，氯金酸浓度0.99 mM，在25oC和1bar条件下，反应停留时间45s，合成得到了漂亮的金纳米颗粒；使用2b为原料，氯金酸浓度0.66mM，在30oC和1bar条件下，停留时间3.5min，同样也获得了漂亮的金纳米颗粒（图3）。

图2. 实验现场拍摄的康宁Lab Reactor光化学反应器照片

图3.  康宁反应器上合成的纳米金颗粒照片和吸光度检测

       这项使用康宁反应器合成得到α-醇酮为原料，用于金纳米颗粒连续合成的研究，还在继续进行，相信不久会有更多的研究成果发表。我们会继续跟踪，争取diyi时间和大家分享。

小结如下：

       ·Monbaliu博士团队，利用微反应器，无需使用过渡金属催化剂，催化氧化合成了一系列α-醇酮，且获得了高达99%的转化率和90%左右的选择性；

        ·该催化氧化反应，使用康宁G1反应器，在25oC和8bar条件下，仅需要7.5s停留时间，获得了99%的转化率和90%的选择性；

        ·该连续流工艺在康宁G1反应器上可以顺利实现规模化的合成，一天可以合成12.5kg左右α-醇酮产品；

        ·作者使用连续流工艺获得的α-醇酮做原料，采用康宁光化学反应器，进行了光催化金纳米颗粒的连续合成探索，波长365nm，在25-30oC条件下，反应45s-3.5min，获得了十分漂亮的金纳米颗粒。

参考文献：

J Flow Chem doi.org/10.1007/ s41981-019 -00073-6

蛋氨酸亚砜光催化连续流反应

       Liège大学的Jean-Christophe M. Monbaliu教授和康宁欧洲技术ZX的研究人员一起早在2017年发表了可放大的蛋氨酸亚砜光催化连续流反应的结果。

图4. 蛋氨酸亚砜的合成及其他α-松油烯、香茅醇的结构示意图

       该反应通常在Kugelrohr 装置上进行。在反应中存在着一些弊端，例如反应重复性差、产品e.e构型低（80%）、反应转化率低(40-60%)且不稳定等。而且产能低，每4小时仅能生产1克产品。

       该反应Z经济有效和环保的方法是光催化氧气氧化，但在釜式反应中不易控制且工艺难于放大。而使用连续流反应器对该工艺进行研究，可以得到意想不到的好结果。

参考文献：2017年7月11日“Organic  Process Research & Development”

康宁反应器技术

       康宁反应器技术可提供从研发到生产的系列光化学连续流动反应器，已被多家研究生产单位采购并应用。

       康宁高通量微通道反应器技术是近10多年来发展起来的一种本质安全技术（IST），在已经引起了医药，农药，精细化工，特种化工研发和生产领域的广泛重视，至今已有数百套安装。康宁AFR^®反应器已经示范: 降低成本、缩短反应时间、改善选择性、提高收率、减少环境影响及提高操作安全。

2020API    共谋发展 互利共赢    康宁AFR

第85届 API China之行圆满结束

看了标题进来的小伙伴们一定都非常好奇吧，“大夫”“坐诊”什么情况？康宁反应器不是做微通道反应器设备和工艺解决方案的吗？怎么出了“大夫”了？

小编这就为您解答：此“大夫”非彼大夫也，大家都知道2020年APIChina 10月14-16号在南京召开，从不缺席的康宁AFR可是做了充足的准备，在展会期间更是推陈出新，闪耀会场。今年我们做出新的尝试，和化工邦合作参加了由其举办的城邦“专家门诊”活动。14日下午康宁AFR总工欧阳秋月作为连续化技术特色门诊的“主治大夫”坐诊。

“现在公司生产工艺比较落后，生产效率低，能否改为连续流工艺？”“近期有新的项目，想要直接上连续流工业化，可行吗？”“我们想上连续流装置但是需要过GMP的审核，你们可以提供支持吗？”“我们该如何应用连续流技术给公司带来效益？”一波一波的问题，欧阳总工娓娓道来又深入浅出地与来访人员就微通道本质安全技术和工业化设计进行深入交流，帮助解答问题、分析现状并提供建议方案。

康宁AFR的“坐诊”不是临时的，虽然API结束了，但我们的“大夫”们会一直在线，只要您有任何关于连续流技术、公司合成工艺研发和工业化的任何问题都可以联系康宁AFR，我们的众多位技术专家们随时待命为您答疑解惑。

"问诊"电话：021-22152888-1469

"问诊"邮箱：reactor.asia@corning.com

独出心裁的形式成为康宁AFR API之行的亮点之一。为客户服务是永恒的话题，为了更好的了解客户，传达我们的理念，展会期间我们的分享会议更是受到了参观者的大力欢迎。

分享会议

10月14日下午康宁反应器技术主办的技术交流会中，来自康龙化成（北京）新药技术CMC部门生产执行总监吴跃东先生、康宁反应器技术ZX主任伍辛军博士和康宁反应器技术区域商务总监顾松先生分别做了主题分享。会议干货满满，观众纷纷表示收获颇丰，有的还在会议结束后留下来与演讲嘉宾更进一步交流。

吴总监分享了连续流技术如何为CDMO企业赋能、加速创新和实现工业化的。他提到随着CMO/CDMO企业的繁荣发展，新技术新工艺开发的时效性成为企业发展的关键。而连续流微通道反应器技术能够帮助企业以更快的速度开发可行性工艺并实现工业化，加上更快捷、更灵活的监测和控制，减少制造失败的可能性，降低生产安全的风险，保证产品的质量。帮助企业走在行业前端，获得更好发展。

伍辛军博士和顾松的分享分别从连续流技术在药物研发和工业化的应用和案例解析方面进行了深入阐述，并在会上与观众进行了热烈地讨论。

展会同期由江苏省化学化工学会主办的全国催化加氢技术、催化剂开发及工业应用交流研讨会上，康宁反应器技术欧阳秋月总工的报告从制药行业现状开始到连续流工业化的应用分享，使观众对于连续流技术的广泛应用前景有了更深的认识。

在这难忘的三天时间里，康宁反应器技术展台为API客户带来了实验室工艺开发、生产工艺优化及工业化生产的整体解决方案。展位前一直人群涌动，成为展区的亮点。

展台风采

本次来展会参观交流，从董事长、总经理高管人员，到负责工艺研发、工程、生产等专业人士，无不带着对微通道安全GX工艺需求，对康宁反应器工业化多年稳定运行的信任认真的交流；

康宁反应器在制药行业的应用也得到了政府和行业机构的认可，展会伊始，国家药品监督和管理局副局长陈时飞莅临康宁反应器技术有限公司展位，公司商务副总裁贾柏峰对康宁反应器在制药行业本质安全生产、新品及工艺快速开发、法规符合、成功案例等方面进行了汇报，陈时飞副局长在同行人员的陪同下参观了康宁反应器LRS/G1研发平台和G4工业化生产平台。

感谢来自客户、行业协会和政府的关怀，这是一份荣耀更是一份责任！

展台活动

为了回馈用户康宁反应器技术还在展会期间在展位同步进行现场抽奖活动，受到了参观人员的热烈欢迎！

会后寄语

康宁反应器技术认真对待每一次与客户交流的机会。作为连续流技术的传播者和践行者，我们不仅提供连续流微通道反应器设备和工艺工程解决方案，更愿意倾听客户的需求，并基于此改进我们的产品和服务。

成功来自精湛的技术和精诚的合作，康宁愿和广大制药行业用户一起进入连续制造，创造连续成功！

康宁公司

特意为您

康宁为美国财富500强公司，公司业务发展迅速，倡导多元、包容、平等的企业文化。公司办公环境舒适，同事关系融洽。在这里您将获得：

• 根据职位要求和个体不同“量体裁衣”的系统全面的人才培训和培养；

• 掌握先进的康宁AFR技术，成长为连续流领域的专家的可能；

• 以人为本、尊重个人发展、机动灵活的工作方式；

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在康宁AFR，您一定可以大展拳脚！赶快行动吧，加入康宁AFR，和我们一起创造美好未来！

舒心的办公环境，融洽的同事关系

高薪诚聘 虚位以待

1、Technical Sales Engineer

技术销售工程师

工作地点

浙江、江苏

岗位职责

• 进行区域市场开发；

• 管理、服务区域客户；

• 通过协调经销商、客户、康宁内部各部门实现销售业绩增长。

岗位要求

• 本科及以上学历，有机化学、药物化学或化学工程技术背景；

• 3年以上化学、化工仪器/设备销售经验；

• 拥有较强的项目跟踪能力；

• 良好的沟通表达能力和商务谈判能力，英语读写流畅。

2、Application Engineer

应用工程师

工作地点

常州、济南

岗位职责

• 向客户提供全面的产品和应用技术支持；

• 在实验室或客户现场进行应用测试，化学工艺开发；

• 与销售合作，收集技术和商业信息，促进业务达成。

岗位要求

• 硕士及以上学历，3年以上工艺化学、应用化学、药物化学工作经验；

• 拥有制药、精细化工工艺开发经验，或有工业合成工艺、反应器操作经验者优先；

• 良好的沟通表达能力，英文读写流畅。

3、Supplier Quality Engineer

供应商质量管理工程师

工作地点

常州

岗位职责

• 负责新材料质量标准化；

• 负责解决供应商质量问题，建立绩效监控体系；

• 主导工厂验收现场流程，确保交付标准化。    

岗位要求

• 本科及以上学历，理科或供应链相关专业；

• 5年以上质量管理经验，2-3年买方或跨国公司工作经验；

• 熟悉工程零件知识，有金属、塑料、化工设备行业经验优先；

• 了解ISO9001、ISO14001，熟悉工艺验证（IQ/OQ/PQ）和FDA合规性。

4、CAD Drawer -Intern

制图员（实习生）

工作地点

常州

岗位职责

• 支持工艺工程师进行定制产品设计、现有产品改进；

• 发布工程图纸，建立/维护材料清单（BOM）；

• 支持本地化——开发和测试新的生产材料、工具、设备；

• 支持文件编写。

岗位要求

• 大专及以上学历，年级不限，机械相关专业，熟练使用CAD软件；

• 英文读写流畅；

• 每周可提供2-3天的实习，表现优异者有留用机会。

应聘方式

如您有意向，

请将简历投递至下面邮箱：

menglul@corning.com 

ZhangF14@corning.com

或者拨打电话：

0519-86033333-3209 刘小姐