[发明专利]流动下通过微流控芯片进行芳基硼酸酯合成的连续化学反应的系统和方法

权利要求书

1.一种在流动下通过微流控芯片进行芳基硼酸酯合成的流动化学反应系统，其特征在于，所述系统包括：微流控芯片制取重氮盐反应模块、微流控芯片芳基硼酸酯合成模块，以及在线监测模块；其中，

所述微流控芯片制取重氮盐反应模块包括：样品瓶(1)、高效液相输液泵(2)、3D混合芯片(3)、可温控反应芯片(4)、恒温循环水浴装置(5)和流体切换阀(6)；

所述微流控芯片芳基硼酸酯合成模块包括：样品瓶(1)、高效液相输液泵(2)、3D混合芯片(3)、可温控反应芯片(4)、恒温循环水浴装置(5)、流体切换阀(6)；

所述在线监测系统包括核磁光谱仪(7)、计算机(8)。

2.如权利要求1所述的流动化学反应系统，其特征在于，所述3D混合芯片(3)与可温控反应芯片(4)串联；

所述3D混合芯片(3)材质为高硼硅酸盐玻璃，其混合通道深3mm，宽4mm，芯片储液量为6.8ml；

所述3D混合芯片(3)包括第一样品入口(3-1)、第二样品入口(3-2)、混合单元(3-4)、混合芯片样品出口(3-3)；

所述第一样品入口(3-1)与第二样品入口(3-2)以T字形对流汇合，将两股进样溶液进行汇集，流入混合单元(3-4)；

所述混合单元(3-4)是空间三维结构，利用巴克变换机制进行样品混合，在前半个单元通道左半部分和右半部分内的流体将会分割、重组为四组上下交替排列的子流，在后半个单元通道上半部分和下半部分内的流体将会重复这一过程，最终形成左右交替的八组子流；通过每个混合单元之后，子流的数量会增加为原来的四倍；

所述混合芯片样品出口(3-3)为斜向出口，用于混合样品的流出。

3.如权利要求1所述的流动化学反应系统，其特征在于，所述可温控反应芯片(4)材质为高硼硅酸盐玻璃，其反应通道深3mm，宽4mm，芯片储液量为6.8ml；在3D混合芯片的结构基础上增加了换热层，通过夹层设计，实现对芯片内所发生反应的温控；

所述可温控反应芯片(4)包括反应芯片样品入口(4-1)、换热层溶液入口(4-3)、反应单元(4-5)、换热单元(4-6)、反应芯片样品出口(4-2)以及换热层溶液出口(4-4)；

所述反应芯片基于混合芯片设计，所述反应芯片的样品入口(4-1)与混合芯片相同，为T字形，用于流入在3D混合芯片(3)中混合好的样品溶液，使其在可温控反应芯片(4)内开始进行化学反应；

所述换热层溶液入口(4-3)为直通道，用于流入换热液体，所述换热通道宽于反应通道，通过完全覆盖反应通道，实现对反应过程的均匀温控；

所述反应单元(4-5)为空心矩形体，构型为双通道拧绳结构，将流入的混合液上下分流道再拧绳成左右分流道，再将左右分流道进行方向交换，流体在反应单元(4-5)中进行分离、路由和重组；微流体数量通过每个反应单元(4-5)之后，子流的数量会增加为原来的四倍，从N增加到4N，实现高效反应；

所述换热单元(4-6)为独立夹层，覆盖整个芯片的反应通道，位于可温控反应芯片(4)正反最外层，用于流入所需温度的液体对反应通道进行温控，实现有机反应的温度可控；

所述反应芯片样品出口(4-2)为L形体，用于混合样品的流出；

所述换热层溶液出口(4-4)为直通道，用于流出换热液体。

4.如权利要求1所述的流动化学反应系统，其特征在于，所述恒温循环水浴装置(5)包括一个含有阀门的流体出口(5-1)、一个流体入口(5-2)及配套的蓄液箱；

所述流体出口(5-1)作为恒温液出口；所述流体入口(5-2)作为恒温液入口使循环后的恒温液流回恒温循环水浴装置(5)中；

所述可温控反应芯片(4)的换热液体来自于恒温循环水浴装置(5)，通过恒温循环水浴装置(5)调节面板上的按钮实现温度变化控制。

5.如权利要求1所述的流动化学反应系统，其特征在于，所述微流控芯片制取重氮盐反应模块、微流控芯片芳基硼酸酯合成模块，以及在线监测模块通过PTFE管路和流体切换阀(6)连接。