
技术摘要:
本发明公开了一种手性催化方法及其催化装置。本发明的手性催化方法包括产生毫米级的电磁波,通过电磁波在原料位置处形成驻波共振区域,然后调节驻波共振区域中电磁驻波的传播方向和电场强度,反应后生成手性化合物。本发明的手性催化装置包括:反应腔体,用于放置原料 全部
背景技术:
用传统方法来合成手性化合物,总是得到两种手性分子的混合物,需要再通过复 杂的手性拆分方法,即把左右手分子分开进而得到单一手性分子。这样做成本高,浪费巨 大。目前,为了节约成本,采用的最佳方式是使用化学手性催化剂自动识别手性,让反应只 向一个路径发生,只生成特定手性的分子。 但是,目前的化学手性催化剂存在效率低、难降解等问题。因此,在合成生成物分 子过程中,往往需要较多的催化剂分子来合成,因而会产生较高的合成成本。而且,后期还 需要将催化分子与生成物分子进行分离,增加了合成工序,进一步提高了生产成本。
技术实现要素:
本发明所要解决的问题在于,现有化学手性催化剂合成手性分子的成本过高的问 题;本发明提供了一种可有效降低合成成本的手性催化方法及其催化装置。 一种手性催化方法,包括: 产生毫米级的电磁波,通过电磁波在原料位置处形成驻波共振区域,然后调节驻 波共振区域中电磁驻波的传播方向和电场强度,反应后生成手性化合物。 所述驻波共振区域的电磁波为毫米级的电磁波。 调节驻波共振区域中电磁驻波的传播方向和电场强度的过程为:调整电流方向形 成与手性方向相应的电磁驻波传播方向,并调节驻波共振区域的电场强度达到10^3V/m以 上。 所述原料在具有工作气体的条件下进行合成,工作气体为氩气。 一种手性催化装置,包括: 反应腔体,用于放置原料; 电极组件,一端端部伸入到反应腔体内; 脉冲电源,与电极组件电连接,用于促使电极组件在反应腔体内产生毫米级的电 磁波,并在反应腔体内形成驻波共振区域; 线圈,呈螺旋形缠绕在反应腔体外,通过调节控制线圈的电流方向调节驻波共振 区域中电磁驻波的传播方向,通过将电磁驻波的传播方向调整为与手性方向相应的方向, 即可实现手性方向的控制。 所述电极组件包括电极和设置在电极表面的电介体。 所述电极的材质为铜;所述电介体的材质为陶瓷;所述反应腔体的材质为石英。 所述反应腔体为管状结构,该电极组件一端固定在反应腔体的一端,电极组件的 另一端呈锥形结构;所述电极组件的中轴线与反应腔体的中轴线重合;所述线圈固定在管 状结构的外壁上。 3 CN 111545148 A 说 明 书 2/3 页 所述反应腔体的外壁直径为6-10mm ,位于反应腔体内的电极组件的长度为10- 20mm;所述线圈为单螺旋线圈,单螺旋线圈中相邻两个螺旋之间的螺距L为40-60mm。 所述电磁波的波长范围为1~10mm;所述线圈的电场强度为10^3V/m以上。 所述反应腔体上还连通有气体入口,本发明可以通过气体入口通入保护气体,适 用于原料反应需要保护气体的产品的生成;所述反应腔体上还连通有原料泵,可以通过原 料泵有效实现原料的输入或输出,操作更加简便。 本发明技术方案,具有如下优点: 1 .本发明提供了一种手性催化方法,该方法表明:可以使用毫米级的电磁波的控 制替代化学催化试剂,本发明的方法中通过该毫米级的电磁波在原料位置处形成驻波共振 区域,然后调节驻波共振区域中电磁驻波的传播方向和电场强度,反应后即可生成手性化 合物。本发明简化了单一手性化合物的制备过程,制备得到的产物纯度极高,且无需进行催 化剂与产物之间的分离操作,极大地简化工艺步骤,同时,本发明方法制备得到的单一手性 化合物的效率极高,效果十分显著。 2.本发明中理论上电磁波的波长范围只要是毫米级,即可在驻波共振区域中有效 生成目标产物,驻波共振区域中电场的强度并没有特殊要求,本发明在理论的基础上进一 步优化了电磁波的波长范围和驻波共振区域中电场的强度,即,所述电磁波的波长范围优 选为1~10mm,所述线圈的电场强度优选为10^3V/m以上,通过该条件的限制可以有效在1h 左右生成目标产物,且目标产物的纯度可以达到98%以上,效果更加显著。 3.本发明公开了一种手性催化装置,其主要由反应腔体、电极组件、脉冲电源和线 圈组成。使用时,只需将原料放置在反应腔体内,通过通过脉冲电源激励作用于电极组件, 电极组件产生毫米级的电磁波,毫米级电磁波在反应腔体内形成驻波共振区域,然后通过 外加的线圈产生的电场调节并控制驻波共振区域中电磁驻波的传播方向,最后通过特定方 向的电磁驻波在反应腔体内引导生成目标手性化合物的生成。本发明的装置使用后,不需 要化学催化试剂的添加,通过电磁波和电场的调控即可有效生成单一手性的化合物,极大 地降低生产成本。且本发明中的原料可以在较大的反应腔体内生成,极大地提高了单一手 性的化合物的合成效率,效果十分显著。 附图说明 为了更清楚地说明本发明