Интенсивный микрореакторный синтез АФС и ключевых интермедиатов входит в перечень прорывных технологий в сфере фармацевтики. Это новое направление в технологии химического и биологического синтеза уже сейчас называют технологией будущего.
Основные преимущества микрореакторной технологии связаны с конструкционными особенностями всей системы и размерами реактора. Малые размеры структурных элементов реактора позволяют осуществлять работу в непрерывном режиме, хорошо контролируя параметры технологического процесса.
Непрерывный микрореакторный синтез принципиально подразумевает малые количества реагентов и продуктов в каждом реакторе, количество которых и будет определять выход продукта. К достоинствам технологии относится и малый ущерб окружающей среде — для получения того же количества целевого продукта потребляется меньше растворителей и реагентов, и существенно сокращено количество отходов.
Области применения:
- интенсификация синтеза химических соединений с учетом требований надлежащих практик
- критические экзо- и эндотермические стадии синтеза АФС
- проведение стадий интенсивного синтеза АФС при повышенном давлении реакционной смеси до 90 бар
- проведение стадий синтеза, требующих подачи водорода под давлением до 90 бар
- ассимметричный синтез АФС
- проведение стереоселективных реакций с использованием гомогенных и гетерогенных каталитических маршрутов синтеза АФС
- получение микрочастиц и современных систем доставки на их основе (микрокапсул, липосом и др.)
Достоинства:
- малый внутренний объём реактора облегчает работу с химическими веществами, очистку реактора и упрощает асептическую обработку, а также позволяет быстро изменить параметры процесса.
- высокая удельная поверхность (10 000 – 50 000 м2/м3 в отличие от 100 м2/м3 для традиционных реакторов),
- малая характеристическая длина и малое время пребывания реагентов,
- возможность точного контроля протекания и процесса: можно обеспечить не только высокие скорости теплоотвода и массопереноса, но и точное время и, пребывания, реакционной смеси продуктов в реакторе, его контролируемое распределение и, следовательно, синтез продуктов высокой чистоты.
Технологические характеристики:
- герметичное термостатирование в температурном диапазоне от минус 40 до плюс 200 °С
- комплексная автоматизированная стабильная подача реакционных средств до 90 бар
- цифровая регулировка подачи газов до 90 бар
Технологические преимущества:
- Интенсификация органического синтеза
- Повышенная безопасность объекта и технологии вследствие значительно меньшего объема реакционной смеси и реактора, относительная простота удержания реакционного объема, полное устранение свободного пространства над продуктом
- Уменьшенная стоимость благодаря более низким операционным и капитальным затратам
- Повышенная скорость массо- и теплопередачи, изотермическое проведение всех классов экзо- и эндотермических реакций
- Повышенный выход продукта благодаря улучшенной регио- и стереоселективности реакции и интенсификации синтеза, приводящей к сокращению числа и количества побочных продуктов
- Расширение сферы реализуемых реакций благодаря инструментарию, который может поддерживать многие «запрещенные реакции» вследствие доступа к высокоселективным химическим процессам, которые было бы трудно или невозможно реализовать при использовании периодического производства, особенно в случае необходимости крупномасштабного производства
- Энергоэффективность, возможность проведения реакций при мягких условиях, например криогенных процессов при более высокой температуре
- Безопасное, полностью контролируемое использование операций с более высоким давлением в системе и высокими температурами для достижения максимума скорости реакции и более высокой производительности оборудования
- Неизменное качество целевого продукта обеспечивается повышенной надежностью, постоянством, управляемостью и стабильностью, присущее установившемуся технологическому режиму при непрерывных процессах и обеспечивается точным временем пребывания реакционной смеси в реакторе, ее контролируемым распределением, возможностью точного воспроизведения всех условий для всех процессов во всех координатах, гарантирующих постоянное качество целевого продукта без накопления реакционных и токсичных интермедиатов
- Более простые, четко определенные пути масштабирования от лабораторных к производственным установкам
- Компактность микрореакторного оборудования, серьезно снижающая инвестиции в инфраструктуру предприятия
- Более экологически чистая работа благодаря уменьшенному потреблению растворителей и катализаторов
