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第 4 期 曾丽媛，等: 微反应技术在氟化反应中的应用 ·557·
式管路阻隔了氧气的进入，极大地提高了操作的便
捷性；（2）微反应技术中管道在微米级别，大大缩
短光路径，这种辐射方式可提高催化剂和底物浓度；
（3）微反应技术中的保留时间是通过流速决定的，
避免了由于过度辐射导致的产物分解以及副反应的 针对光诱导引发的氟化反应，Su [49] 等探究了以
发生 [24] 。 N-甲基吡咯为底物的三氟甲基化反应（如下所示）
David [34] 团队对比了釜式条件和微通道条件下
的机理。由于采用的 CF 3 I 在常温下是气体，而对于
乙基苯的光诱导氟化反应。前者采用氧杂蒽酮作为
气液反应，于釜式条件下获得动力学数据较为困难，
催化剂，采用 1.2 当量的 Selectfluor（相对于底物），
而采用微反应技术则可以提高数据的准确性和重复
于 25 ℃下进行 1 h 的光诱导氟化反应，原料转化率
性。研究结果显示：通过光子通量和保留时间的变
为 92%，而反应温度提高到 40~60 ℃时，虽可提高
化得出该反应为零级反应，但之后的反应研究发现，
原料转化率，但因产物（化合物 XIV-1b）分解而导
针对 CF 3 I 是伪零级反应，而针对 N-甲基吡咯则是一
致收率下降；后者于物料比相同的条件下进行氟化
级反应；最佳催化剂负载量的摩尔分数为 0.5%；随
反应，原料转化率为 95%，而化学反应选择性几乎
着光子能量输入的增加，反应速率常数及收率呈线
为 100%（图 2）。此外，提高反应温度使得反应速
性增加；随着保留时间的延长，反应收率也逐渐增
率加快的同时，也降低了底物的活性阈值，令更多
加；该反应通过还原淬灭机理进行而非自由基机理。
的苄基类化合物得以氟化。
此外，针对放射性氟化 [50-52] 、电化学氟化 [53] 等
类型氟化反应，已有部分底物于微反应通道内得以
实现，相比于传统氟化过程，利用微反应技术进行
图 2 乙基苯的光诱导氟化反应示意图 放射性氟化，可以避免传统氟化方式由于温度升高
Fig. 2 Schematic diagram of photoinduced fluorination of
ethylbenzene 而造成的底物分解 [54] ；大大减少了放射性氟化所需
底物的用量 [55] ；微反应技术操作便捷，传质效率较
化合物 XIV-11b 和 XIV-12b 皆为生物活性小分
高，再加上 18 F 半衰期较短，从而大大缩短了合成
子，传统反应器中对化合物 XIV-11b 的底物进行氟
时间，延长了氟化物的寿命 [56-57] 。
化，得到的往往是混合物。但于微通道条件下，反
应温度由 25 ℃升高到 60 ℃时，选择性超过了 90%， 3 展望
而收率也提高到 80%。化合物 XIV-12b 的底物是萨
利麝香，是香水中的一种组分，釜式条件下的氟化 将微反应技术应用于氟化反应，可以增加反应
反应速率较快，但氟化产物在反应混合液中并不稳 的可控性，改进工艺稳定性，加强氟化工艺安全性，
定，极易分解，但若于微通道内添加二氯甲烷进行 减少实验和生产用地，缩短研发耗时。氟化反应作
稀释，所得氟化产物的稳定性提高不少。Thomas [24] 为 18 类重点监管的危险化工工艺，仍需注意到微反
还针对苯乙酮的光诱导氟化反应进行了研究，釜式 应技术应用于氟化反应中的部分局限性：（1）微反
条件下反应 24 h，转化率为 85%，选择性为 95%； 应技术中氟化反应的动力学以及反应机理研究尚不
而利用微反应技术其收率（86%）稍有提高，且辐 完善；（2）目前，现有的微反应技术中的氟化工艺
射时间减少为 24 min。 主要是在传统间歇式工艺基础上进行优化，如何结
合微反应技术的优势以及微通道的特点，进行微反
应技术的氟化工艺条件设计是目前需要解决的问题
之一；（3）微反应技术应用于氟化反应的工艺生产
过程模拟以及不同物态条件下混合、反应情况的流
体模拟等问题并未得到解决 [58] ；（4）目前，国内外
针对微反应技术应用于氟化反应的安全性能评估尚
未有具体标准；（5）现阶段所使用的微反应技术的
