在現(xiàn)代化學(xué)合成領(lǐng)域，每年有成千上萬的化學(xué)反應(yīng)和合成工藝被開發(fā)出來，由于傳統(tǒng)的化學(xué)合成技術(shù)和設(shè)備對過程參數(shù)的控制度差、自動(dòng)化程度低、數(shù)據(jù)和過程信息采集效率低等，越來越多不能夠滿足化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)室的需求。

梅特勒托利多自動(dòng)化反應(yīng)器是一款高度集成化學(xué)合成新技術(shù)的設(shè)備，可以改變化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)室的格局和研發(fā)人員的工作方式，提高研發(fā)效率和化學(xué)工藝的質(zhì)量，推送合成化學(xué)的發(fā)展。

一起了解化學(xué)合成吧！

化學(xué)起源

從人類學(xué)會(huì)用火就開始了早的化學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，我們的祖先利用火烘烤食物、取暖、照明、驅(qū)趕猛獸。隨著人類文明的，人類學(xué)會(huì)了用粘土燒制陶器，用礦石煉制金屬，用谷物釀造美酒，給絲麻編織品染色。這些都是在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的直接啟發(fā)下經(jīng)過摸索而來的早的化學(xué)工藝。

現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展

化學(xué)發(fā)展到上個(gè)世紀(jì)，人類經(jīng)過不斷的猜想、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、總結(jié)形成了系統(tǒng)的化學(xué)知識(shí)體系，越來越多的技術(shù)手段也被用在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，比如溫度測量，壓力控制，pH測量，純度檢測，結(jié)構(gòu)鑒定等。技術(shù)的也使得人們在各個(gè)領(lǐng)域開發(fā)出了許多化學(xué)工藝，包括石油、化工、制藥等，生產(chǎn)出了許多生活中的必需品，滿足人們的日常所需。

現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展過程中遇到的難題

進(jìn)入21世紀(jì)后，我們的化學(xué)分析技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化，但是我們的化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)室與上世紀(jì)相比并沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)性的改變，我們的研發(fā)人員還是用圓底燒瓶，油浴，冰浴等組成實(shí)驗(yàn)裝置來做實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)設(shè)備雖然便宜易得，但是在我們的研發(fā)過程中有很多新的挑戰(zhàn)需要新的技術(shù)和設(shè)備來解決。

01 應(yīng)用受限

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置對反應(yīng)溫度的控制度差，尤其是低于室溫的低溫反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)室一般用冰浴、干冰等冷卻介質(zhì)等來冷卻反應(yīng)，反應(yīng)溫度難以控制而且需要有人值守，溫度上下浮動(dòng)特別大，無法滿足一些對溫度要求高的反應(yīng)或者結(jié)晶過程。

02 易用性差

反應(yīng)裝置需要臨時(shí)搭建，各組件質(zhì)量參差不齊，彼此之間匹配度不高，搭建起來耗費(fèi)時(shí)間，油浴、冰浴或者循環(huán)裝置使用不方便。

03  安全性差

實(shí)驗(yàn)室大部分裝置為玻璃制品，實(shí)驗(yàn)過程中難免會(huì)發(fā)生意外破碎，不但會(huì)導(dǎo)致我們的實(shí)驗(yàn)失敗達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還有可能對我們的人身安全造成傷害。

實(shí)驗(yàn)室的加熱反應(yīng)絕大多數(shù)都是采用油浴或者加熱套裝置，沒有主動(dòng)降溫功能，一旦反應(yīng)沖溫失控沒有緊急措施，容易發(fā)生災(zāi)難性的安全事故。

04 數(shù)據(jù)匱乏

合成實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)主要還是來自取樣做離線檢測并手動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，收集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和信息非常有限，為了對反應(yīng)有的了解，需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)才能深入理解反應(yīng)。

梅特勒托利多自動(dòng)化反應(yīng)器為化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)室遇到的挑戰(zhàn)提供了新的解決方案。

1. 四大控溫模式

采用固態(tài)控溫模塊與反應(yīng)釜壁緊密貼合，傳熱，不需要油浴、冰浴就可以實(shí)現(xiàn)-40~180°C的控溫，多種控溫模式可以滿足不同的反應(yīng)需求。

Tr模式

Tr模式是控制反應(yīng)體系的溫度模式，當(dāng)反應(yīng)體系由于反應(yīng)放熱或者加料引起體系溫度變化時(shí)，反應(yīng)器能夠主動(dòng)降溫或者升溫來補(bǔ)償溫度變化，是反應(yīng)溫度維持在設(shè)定的溫度，這種模式是常用到的控溫模式。

Tj模式

Tj模式是控制反應(yīng)釜夾套溫度的控溫模式，這也是我們傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器的控溫模式。

蒸回流模式

蒸回流模式是控制Tj-Tr的控溫模式，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到溶劑沸點(diǎn)時(shí)，控制夾套溫度和反應(yīng)體系溫度的差值恒定，從而達(dá)到控制反應(yīng)的回流狀態(tài)穩(wěn)定的目的。

結(jié)晶模式

結(jié)晶模式是控制結(jié)晶過程中Tr-Tj的控溫模式，在結(jié)晶過程中由于結(jié)晶放熱，體系溫度高于夾套溫度，通過控制兩者的差值來控制結(jié)晶，避免由于降溫過快導(dǎo)致爆發(fā)性析晶的現(xiàn)象。

具有照明系統(tǒng)的透明視窗可以讓研發(fā)人員時(shí)刻觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，防止錯(cuò)過重要的過程信息。

高靈敏度的緊急制動(dòng)裝置可以讓研發(fā)人員在反應(yīng)失控時(shí)按下制動(dòng)按鈕，反應(yīng)器以大功率對反應(yīng)進(jìn)行降溫，防止意外發(fā)生，安全。

   2. 全自動(dòng)化的操作系統(tǒng)

高度集成化的觸摸屏可以讓研發(fā)人員方便快捷的改變反應(yīng)過程參數(shù)，極大程度減少人與反應(yīng)的直接接觸次數(shù)，人身安全。

預(yù)先編制多步操作的程序，包括加料、升降溫等，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的無人值守，解放研發(fā)人員的雙手去做其他事情，提高研發(fā)人員的工作效率。

   3. 靈活多樣的選擇

連體式反應(yīng)釜、分體式反應(yīng)釜和高壓反應(yīng)釜適用于不同的反應(yīng)類型。

不同的反應(yīng)釜體積：8ml、25ml、50ml、100ml、250ml、400ml、500ml、1000ml用于開展不同規(guī)模的反應(yīng)。

強(qiáng)力的攪拌裝置和多樣式的攪拌槳：30~1200rpm可以滿足大部分反應(yīng)體系的混合。

   4. 完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和的過程信息

在線實(shí)時(shí)顯示過程參數(shù)和熱流曲線，可以讓研發(fā)人員實(shí)時(shí)了解反應(yīng)過程變化，并對反應(yīng)操作和過程參數(shù)做出及時(shí)調(diào)整，提高反應(yīng)質(zhì)量和反應(yīng)成功率，減少物料的浪費(fèi)。

所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和操作自動(dòng)記錄，大大提高單個(gè)實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)量和信息量，降低重復(fù)實(shí)驗(yàn)的次數(shù)。

數(shù)據(jù)能夠?qū)雐Control和Excel中形成完整的報(bào)告，快速地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的共享，降低研發(fā)人員的溝通時(shí)間成本。