DE10063027A1 - Verwendung eines Mikroreaktionskanals mit Piezoelement - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Konstruktion eines Mikrokanalsystems in einem Siliciumplättchen, welches mit einem keramischen Bimorphs verbunden ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung dieser Konstruktion zur Durchführung von chemischen Reaktionen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Konstruktion eines Mikroreaktionskanal­ systems in miteinander verbundenen Siliziumplättchen, welches mit einem keramischen Bimorphs bzw. einem Piezoelement verbunden ist. Die Erfin­ dung betrifft ebenfalls die Verwendung dieser Konstruktion zur Durchführung von Phasen-Transfer-Katalysereaktionen.

Phasentransferreaktionen zwischen zwei nicht mischbaren Phasen sind für den Fachmann im Vergleich zu Reaktionen in homogener Phase mit spe­ ziellen Problemen behaftet, die sich daraus ergeben, dass eine Reaktion erst dann in Gang kommt, wenn dem System eine kleine Menge einer katalytisch wirksamen Substanz zusetzt, die einen der Reaktanden, üblicherweise ein Anion durch die Grenzfläche aus der einen in die andere Phase extrahiert. Solche katalytisch wirksamen Substanzen dienen quasi als Lösungsvermitt­ ler. Aber nicht nur die Aktivität der katalytisch wirksamen Substanz ist ent­ scheidend für die Geschwindigkeit solcher Reaktionen, sondern insbesonde­ re auch die wirksame Größe der zum Phasentransfer zur Verfügung stehen­ den Grenzfläche ist entscheidend. Um dieses zu erreichen, werden in den Reaktoren die Phasen mit hoher Rührgeschwindigkeit in Kontakt gebracht.

Zwar zeichnet sich die Phasentransferkatalyse üblicherweise durch eine gro­ ße Selektivität aus, jedoch sind die eingesetzten Phasentransferkatalysatoren üblicherweise bei höheren Temperaturen instabil. Beispielsweise zersetzen sich quarternäre Ammonium- oder Phosphoniumsalze bei Temperaturen von 120 bis 150°C. Andere zersetzen sich sogar bereits bei niedrigeren Tempe­ raturen. Auch kann die Abtrennung, Wiedergewinnung und -verwendung problematisch sein. Auch stellen häufig Faktoren wie Preis, Toxizität und Entsorgung anfallender verunreinigter Chemikalien sowie der hohe Energie­ bedarf Probleme dar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, sowohl ein System als auch ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, durch dass Phasentransferre­ aktionen in einfacher und preiswerter Weise durchgeführt werden können, ohne die oben aufgezeigten Nachteile zu bewirken.

Da sich bei den oben beschriebenen Reaktionen alle Reaktionspartner in Lö­ sung befinden, wurde aufgrund ihrer herausragenden Mischeigenschaften miniaturisierte Durchflussreaktoren auf ihre Einsetzbarkeit untersucht.

Ein besonderer Vorteil dieser Reaktoren besteht darin, dass sich zu jedem Zeitpunkt nur geringe Mengen Reaktionsgemisch im Reaktor befinden. Daher bietet sich dieser Reaktortyp unter anderem an für Reaktionen, die unter Verwendung besonders aggressiver oder umweltgefährdender Chemikalien durchgeführt werden müssen.

Durch Versuche wurde gefunden, dass unter der Voraussetzung, dass wäh­ rend der Passage durch die Mikrosysteme alle Substanzen in der gelösten flüssigen Phase bleiben und nicht ausfallen, Phasentransferreaktionen in mi­ niaturisierten Durchflussreaktoren durchgeführt werden können.

Für die durchgeführten Experimente wurden entsprechende Reaktoren ein­ gesetzt, welche mit Hilfe von Technologien herstellbar sind, die in der Her­ stellung von Silikon-Chips angewendet werden (Schwesinger, N., Marufke, O., Stubenrauch, M., Hohmann, M. and Wurziger, H. in MICRO SYSTEM Technologies 98, VDE-Verlag GmbH, Berlin and Offenbach 1998). Bevorzugt werden solche Reaktoren hergestellt, indem dünne Siliziumstrukturen mitein­ ander verbunden werden. Es können aber auch vergleichbare Reaktoren eingesetzt werden, die aus anderen, gegenüber den Reaktionsmedien iner­ ten Werkstoffen, hergestellt sind. Gemeinsam ist diesen miniaturisierten Re­ aktoren, dass sie sehr dünne Kanäle aufweisen, welche an sich sehr leicht zum Verstopfen durch in der Reaktionslösung enthaltene oder gebildete Par­ tikel neigen.

Erste Versuche, Phasentransferreaktionen in den üblicherweise verwendeten miniaturisierten Durchflussreaktoren durchzuführen, zeigten zwar dass dieses grundsätzlich möglich ist. Diese versuche führten jedoch zu nicht zufrieden­ stellenden Ausbeuten. Üblicherweise wird zur Durchführung entsprechender Reaktionen ein Lösungsmittelsystem verwendet, das aus einer wässrigen Lö­ sung und einer Lösung besteht, in der Dichlormethan als Lösungsmittel dient. Unter Verwendung eines solchen Systems zeigte sich, dass zwar in dem Mik­ romischer eine sehr gute Durchmischung erfolgt, jedoch dass das Gemisch, sobald es den Mischer verlässt und in die nachfolgende Verweilstrecke in Form einer langen Kapillare eintritt, sich die Phasen trennen und unabhängi­ ge Tropfen durch die Kapillaren gefördert werden. Dementsprechend gering fielen unter diesen Bedingungen die erzielten Ausbeuten aus.

Überraschenderweise konnte dieses Problem nun gelöst werden und die Re­ aktionsergebnisse erheblich verbessert werden, indem der eigentliche Mikro­ reaktor mit einem miniaturisierten Durchflussreaktor verbunden wird, welcher zusätzlich mit einem Piezoelement ausgestattet ist.

Fig. 1 zeigt eine Photographie eines solchen Piezoelements mit seinen elekt­ rischen Anschlüssen in Verbindung mit einem Silizium-Chip.

Bei der besonderen Konstruktion dieses verwendeten Durchflussreaktors handelt es sich um ein durch anisotropes Ätzen in Silizium erzeugtes Kanal­ system von 30 cm Länge mit einem Gesamtvolumen von 80 µL bei äußeren Dimensionen von 2,7 × 4,1 × 0,1 cm, auf welches ein keramischer Bimorph zur Erzeugung von Schall aufgeklebt wurde.

Völlig überraschend wurde gefunden, dass mit diesem System - in Verbin­ dung mit einem Silizium-Mikromischer, welcher nach dem in DE 195 11 603 A1 beschriebenen Prinzip arbeitet, - Reaktionen in nicht miteinander misch­ baren fluiden Phasen mit wesentlich besseren Ergebnissen durchgeführt werden können. Es können auf diese Weise Phasen-Transfer-katalysierte N-, C-, O- und S-Alkylierungen und Veretherungen im Durchfluss durchgeführt werden, ohne die oben aufgeführten Nachteile aufzuweisen. Dabei werden die Phasen durch den Eintrag von Ultraschallenergie intensiv vermischt unter Ausbildung großer Grenzflächen, über die der Stoffaustausch sehr beschleu­ nigt wird, ohne dass, wie sonst üblich, mit hoher Rührgeschwindigkeit unter hohem Energieverbrauch die Phasen miteinander in Kontakt gebracht wer­ den müssen. Unter der Voraussetzung, dass während der Passage durch die Mikrosysteme alle Substanzen in der gelösten flüssigen Phase bleiben und nicht ausfallen, können an sich alle Alkylierungen und Veretherungen mit den literaturüblichen Reagenzien und Lösungsmitteln durchgeführt werden:

• - Alkyl-, Allyl-, Propargyl-, Aryl-methyl-halogenide und -sulfonate als Alky­ lierungsmittel,
• - chlorierte Kohlenwasserstoffe als nicht wassermischbare Lösungsmittel,
• - wässrige Alkalien als Basen,
• - tertiäre Ammonium-Verbindungen als Katalysatoren.

Die mit dem erfindungsgemäßen kombinierten Mikrosystem durchgeführten Alkylierungen führen im Vergleich zu bekannten Verfahren zu sehr guten bis hervorragenden Ausbeuten.

Durch die Versuche wurde gefunden, dass sich die Selektivität dieser Reakti­ onen durch Variation verschiedener Parameter, wie beispielsweise Konzent­ ration, Temperatur oder Verweilzeit, beeinflussen oder optimieren lässt.

Die Durchführung der Alkylierungen und Veretherungen in den erfindungs­ gemäßen Mikrofluid-Systemen besitzt im Vergleich zu üblicherweise einge­ setzten Reaktionssystemen Vorteile in Form eines besseren Massen- und Wärmetransports, einer verbesserten Kontrolle der Reaktionszeiten und der erhöhten Sicherheit beim Umgang mit gefährlichen Stoffen. Hierfür verant­ wortlich sind insbesondere die im System befindlichen sehr geringen Rea­ genzmengen. Die sehr gute Durchmischung der Reagenzien und die konti­ nuierliche Verfahrensweise tragen erheblich zur besseren Kontrolle der Re­ aktionsbedingungen bei.

Optimierungsversuche an Modellreaktionen haben gezeigt, dass diese Reak­ tionen mit guten bis sehr guten Produktausbeuten kontinuierlich unter Ver­ wendung des erfindungsgemäßen miniaturisierten Durchflussreaktor mit Pie­ zoelement durchgeführt werden können. Auf diese Weise kann zu jeder Zeit mit sehr geringen Mengen gearbeitet werden. Es kann gleichzeitig auch pro Zeiteinheit in ausreichenden Mengen Produkt erhalten werden, da einerseits im Gegensatz zu einem Batch-Verfahren keine Leerlaufzeiten entstehen und andererseits aufgrund des geringen Platz- und Investitionsbedarfs für einen einzelnen Mikroreaktor parallel in verschiedenen Reaktoren mehrere Reakti­ onen durchgeführt werden können.

Vorteilhafterweise ist es in einfacher Weise auch möglich, das erfindungsge­ mäße Alkylierungs- und Veretherungsverfahren unter Schutzgasbedingungen durchzuführen, zumal dieses bei den kleinen Abmessungen des Systems besser realisiert werden kann als in großen herkömmlichen Anlagen.

Das in Fig. 1 dargestellte Piezoelement, welches für die durchgeführten Ver­ suche verwendet worden ist, weist eine Frequenzsteuerung auf, durch die ei­ ne Einstellung im Bereich von 750 bis 16000 Hz ermöglicht wird.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können auf diese Weise je nach einge­ setztem Reaktionssystem nach Bedarf unterschiedliche Frequenzen einge­ stellt werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Beispielsweise wurde der Einfluss der eingestellten Frequenz auf erzielbare Ausbeuten an dem Zweiphasensystem wässrige NaOH-Lösung/Salicylaldehydderivat und Kata­ lysator in Dichlormethan untersucht. In Fig. 2 ist der schematische Aufbau der verwendeten miniaturisierten Anlage dargestellt.

Wurden in einer Modellreaktion 5-Bromsalicylaldehyd mit Allylbromid in Ge­ genwart eines Katalysators in Dichlormethan in der miniaturisierten Ver­ suchsanlage mit wässriger Natronlauge bei Raumtemperatur bei der mini­ malen Anregungsfrequenz von 750 Hz umgesetzt, wurde lediglich eine Pro­ duktausbeute von 2,72% erzielt. Bereits durch geringe Erhöhung der Fre­ quenz wurde eine Steigerung auf 9,26% erzielt. Durch eine weitere Erhöhung der Frequenz stieg die Ausbeute auf 12,7%. Im Vergleich dazu wurde wäh­ rend einer Reaktionszeit von einer Minute ohne Einfluss der Anregung kein Produkt erhalten. Letzteres lässt sich als eindeutigen Nachweis für den Ein­ fluss der Ultraschallanregung werten. Die durchgeführten Versuche zeigten auch, dass es für ein optimales Ergebnis unter den gegebenen Reaktionsbe­ dingungen eine optimale Frequenzeinstellung gibt. Wurde die Frequenz unter sonst gleichen Bedingungen auf 16 kHz erhöht wurde während der Reakti­ onszeit von einer Minute kein Produkt gebildet. Durch kontrollierte Änderung der Frequenz bei sonst unveränderten Bedingungen lässt sich also für eine bestimmte Reaktion die optimale Frequenz ermitteln, wie z. B. in Fig. 3 ge­ zeigt wird.

Durch weitere Versuche bestätigte sich, dass die Ausbeute neben der Fre­ quenz auch die Verweilzeit im Reaktorsystem beeinflusst wird. Es zeigte sich, dass bei einer optimal eingestellten Frequenz erst mit einer ausreichenden Verweilzeit eine Ausbeute erreichen lässt, die unter den gegebenen Reakti­ onsbedingungen nicht mehr gesteigert werden kann. In dem getesteten Re­ aktionssystem lag die optimale Verweilzeit bei 4 Minuten. Längere Verweil­ zeiten führten zu keiner Ausbeutesteigerung.

Versuche mit anderen Ausgangsverbindungen zeigten, dass das erfindungs­ gemäße System für unterschiedlichste Alkylierungen und Veretherungen ein­ gesetzt werden kann.

Vorzugsweise werden bei Raumtemperatur flüssige Verbindungen als Reak­ tanden eingesetzt. Es ist aber auch möglich, die Edukte vor dem Vermischen im temperierten Mikroreaktor zu erwärmen und zu verflüssigen. Vorteilhafter ist es jedoch, ein festes Edukt in einem solchen Fall in einem in der Reaktion inerten Lösungsmittel zu lösen. Geeignete Lösungsmittel für diesen Zweck sind solche aus der Gruppe der mit Wasser nicht mischbaren Kohlenwasser­ stoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Dichlormethan, Trichlor­ methan und Tetrachlorkohlenstoff, wobei davon ausgegangen wird, dass sich in der wässrigen Phase lediglich Natriumhydroxid befindet und der einge­ setzte Katalysator in der zweiten Phase.

Dem Fachmann ist es ohne weiteres möglich, anhand vorhandener Stoffda­ ten geeignete Lösungsmittel angepasst an die durchzuführende Reaktion zu wählen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Reaktan­ den in flüssiger oder gelöster Form vorgelegt und unter den beschriebenen Bedingungen miteinander in dem miniaturisierten Reaktionssystem unter Einfluß der eingetragenen Ultraschallenergie zur Reaktion gebracht.

Zu diesem Zweck werden die Lösungen so hergestellt, dass das molare Ver­ hältnis der Reaktanden zueinander im Bereich von 1 : 2,1 bis 1 : 3 liegt. Vor­ zugsweise wird mit Lösungen gearbeitet, in denen das Verhältnis zwischen 1 : 2,3 bis 1 : 2,7 liegt, insbesondere mit solchen, die ein Eduktverhältnis von 1 : 2,5 besitzen. Das gewählte Verhältnis ist jeweils auf die Reaktivität der ein­ gesetzten Reaktanden abzustimmen und der optimale Wert kann daher sehr unterschiedlich sein. Einen Einfluß auf das Ergebnis hat aber nicht nur das molare Verhältnis der Edukte zueinander. Wie beschrieben haben die äuße­ ren Bedingungen im Mikroreaktionssystem einen entscheidenden Einfluss auf das Ergebnis. Diese Faktoren sind Durchflussgeschwindigkeit, durch Ult­ raschall eingebrachte Energie, Temperatur, der verwendete Katalysator aber auch der im Mikroreaktor entstehende Druck.

Während Testversuche mit den Modellmedien wurde bei unterschiedlichen Durchflußraten von 40 bis 160 µl/min, welche zu Verweilzeiten im Ge­ samtsystem von einer bis vier Minuten führten, gearbeitet. Bei Reaktionen mit anderen Edukten können sich völlig andere Verweilzeiten als optimal erge­ ben. Entsprechendes gilt auch für die Einstellung einer optimalen Ultraschall­ frequenz zum Energieeintrag.

Wesentlich beeinflusst wird im allgemeinen die erzielte Ausbeute insbeson­ dere von der Reaktionstemperatur. Während die Modellreaktion bei Raum­ temperatur bereits zu guten Ergebnissen führt, kann es notwendig sein, an­ dere vergleichbare Umsetzungen bei höheren Temperaturen durchzuführen. Zu diesem Zweck kann ein aus der Literatur bekannter beheizbarer Mikrore­ aktor verwendet werden, der mit einem oben beschriebenen miniaturisierten Durchflussreaktor mit Piezoelement verbunden ist. Auf diese Weise können auch entsprechende Reaktionen, die erst bei höherer Temperatur ablaufen, in dem erfindungsgemäßen System durchgeführt werden. In solchen Fällen lässt sich durch Variation sowohl der Durchflußrate als auch der Temperatur und der Ultraschallfrequenz die Produktausbeute optimiert und gegebenen­ falls auch die Bildung von Nebenprodukten vermindern. Einem Fachmann ist es möglich, diese Parameter, abgestimmt auf die jeweilige Reaktion optimal einzustellen.

Alle Versuche, diese Reaktion in dem vorgegebenen Durchflussreaktor bei sonst gleichbleibenden Prozessbedingungen jedoch mit höheren Durchfluss­ raten durchzuführen als derjenigen, die zu maximalen Produktausbeuten bei Raumtemperatur führte, waren mit verminderten Produktausbeuten verbun­ den, was darauf zurückzuführen ist, dass durch die verminderte Verweilzeit im Reaktor die Reaktion offensichtlich nicht beendet werden kann.

Zur Erhöhung der je Zeiteinheit erzielten Produktmenge ist es dem Fach­ mann jedoch auch möglich, durch Variation des verwendeten miniaturisierten Durchflussreaktors eine verlängerte Verweilzeit bei gleichzeitig unveränder­ ten Reaktionsbedingungen zu erzielen, wodurch es ihm möglich ist, die Durchflussgeschwindigkeit zu steigern und gleichzeitig die erzielbare Pro­ duktmenge zu erhöhen. Es ist aber auch möglich, das Reaktionsgemisch durch zwei oder mehrere hintereinander geschaltete miniaturisierte Durch­ flussreaktoren zu führen, so dass bei erhöhter Durchflussgeschwindigkeit die Reaktion beendet und somit die erzielte Produktmenge gesteigert werden kann.

Unter Variation des verwendeten miniaturisierten Durchflussreaktors ist auch zu verstehen, dass einerseits eine erhöhte Zähl der den Durchflussreaktor aufbauenden Einzelstrukturen miteinander verbunden werden können, wo­ durch die Länge der sich in dem Durchflussreaktor befindlichen dünnen Ka­ nälchen gesteigert wird. Dem Fachmann ist es ohne weiteres möglich, durch Veränderung der Lage der Kanälchen in den miteinander verbundenen Strukturen eine Verlängerung zu erzielen. Aus der Patentliteratur sind ver­ schiedenste Lösungen dieses Problems bekannt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind insbesondere solche miniaturisierten Durchflussreaktoren geeignet, deren Kanälchen einen Durchmesser von wenigstens 25 µm aufweisen. Einsetzbar sind selbst noch Mikroreaktoren deren Kanälchen Durchmesser von 1 mm aufweisen, da auch hier noch die oben beschriebenen Vorteile nachweisbar sind.

Wird die Alkylierung oder Veretherung in einem Durchflussreaktor mit einem größeren Durchmesser der durchströmten Kanälchen durchgeführt, ist, wie oben bereits angedeutet, die Durchflussrate so anzupassen, dass die Ver­ weilzeit des Reaktionsgemischs im Reaktor so lang ist, dass die gewünschte Reaktion beendet werden kann, und eine optimale Produktausbeute erzielt werden kann. Um die Reaktion zu beenden, ist es aber auch möglich, den Auslasskanal des durchströmten statischen Mikromischers mit einer entspre­ chend langen temperierbaren Kapillaren mit geeignetem Durchmesser zu verbinden, vorausgesetzt, auch dieser Kanal lässt sich durch Ultraschall an­ regen. Nach dem Durchströmen dieser Kapillare kann das gebildete Produkt in herkömmlicher Weise aufgearbeitet werden.

Entscheidend für die Wahl des einzusetzenden miniaturisierten Durchfluss­ reaktors ist, dass

• - das Reaktionsgemisch in jedem Volumenelement gleichmäßig intensiv vermischt wird,
• - die Kanälchen so weit sind, dass ein ungehindertes Durchströmen mög­ lich ist ohne daß sich ein unerwünschter Druck aufbaut oder dass sie durch Inhomogenitäten verstopfen,
• - die Länge und der Durchmesser der durchströmten Kanälchen eine aus­ reichende Verweilzeit zum Beenden der Reaktion gewährleisten,
• - eine gleichmäßige Temperierung in jedem Volumenelement des Reaktors gewährleistet ist,
• - dichte und sichere Anschlussmöglichkeiten für Zu- und Ableitungen von Flüssigkeiten, gegebenenfalls auch für weiteres Equipment zur Reakti­ onskontrolle oder für Analysezwecke gegeben sind,
• - eine dichte Verbindung der den Mikroreaktor bildenden Einzelteile bzw. Strukturen sowohl innen als auch außen gegeben ist, so dass die flüssig­ keitsführenden Kanäle voneinander getrennt sind und keine Flüssigkeit nach außen austreten kann,
• - eine leichte Handhabbarkeit bei Störungen gewährleistet ist,
• - eine einfache Anschlußmöglichkeit für die Ultraschallquelle an die sich an den Mikroreaktor anschließenden miniaturisierten Durchlaufkanal gege­ ben ist.

Zum besseren Verständnis und zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfin­ dung werden im folgenden Modellbeispiele anhand einer Modellreaktion ge­ geben, die im Rahmen des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung lie­ gen, nicht jedoch geeignet sind, die Erfindung auf diese Beispiele zu be­ schränken. Als im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegend sind, wie oben schon gesagt, sind auch solche Ausführungsformen der Erfindung zu verstehen, die mit dem Fachmann ebenfalls bekannten statischen Mikromi­ schern und miniaturisierten Durchflussreaktoren durchgeführt werden, wobei jedoch die verwendeten Durchflussreaktoren zur Herstellung von größeren Produktmengen in der gleichen Zeiteinheit größere Durchflußmengen er­ lauben können und weiterhin in jedem Volumenelement des Reaktors sowohl eine gleichmäßige Temperierung als auch homogene Vermi­ schung gewährleisten, bzw auf andere Weise einen Eintrag von Ultra­ schallenergie erlauben.

Beispiel

5-Bromsalicylaldehyd (2.0 g = 10 mmol), Allylbromid (2.17 ml = 25 mmol) und Benzyl-tributylammoniumchlorid (0.3 g) werden in Dichlormethan (50 ml) gelöst. 5 ml dieser Lösung werden als Vorrat in eine Spritze gefüllt. Eine zweite Spritze wird mit einer verdünnten Natriumhydroxid-Lösung, hergestellt aus 0.65 g NaOH und 50 ml Wasser, befüllt. Diese beiden Spritzen werden jeweils an einer geeigneten Pumpe (Harvard Apparatus pump 22) ange­ schlossen und mit einem miniaturisierten statischen Siliziummischer verbun­ den, welcher wiederum verbunden ist mit einem Verweilelement in Form ei­ nes miniaturisierten Durchlaufreaktors, der sich auf einem Siliziumchip befin­ det. Dieser Durchlaufreaktor besteht aus einer Kapillare von 100 cm Länge und hat ein Aufnahmevolumen von 80 µl Flüssigkeit. Auf dem Chip ist ein Piezokristall als Ultraschallgenerator befestigt, dessen Frequenz im Bereich von 750 bis 16 000 Hz eingestellt werden kann. Das vorliegende miniaturi­ sierte System wurde zuerst kalibriert im Hinblick auf Verweilzeit in Abhängig­ keit von der Pumpleistung.

Der Ablauf der Reaktion unter verschiedenen Einstellungen der Frequenzen und der Verweilzeit wurde aufgezeichnet unter Verwendung eines Merck Hi­ tachi LaChrom HPLC-Geräts. Es wurde als Kolonne eine Merck SpeedProd RP 18e mit einem generischen Gradienten verwendet. Als Lösungsmittel diente ein Gemisch aus Acetonitril und Wasser, welches 1% Trifluoressig­ säure enthielt, mit einer Fließgeschwindigkeit von 1,5 ml/min. Der Detektor wurde auf eine Wellenlänge von 220 nm eingestellt. Die ersten Experimente wurden bei Raumtemperatur durchgeführt mit einer Durchflußgeschwindigkeit von 40 µl/min, was einer Verweilzeit von einer Minute entspricht.

In Fig. 3 sind Ausbeuten dargestellt, welche unter diesen Bedingungen bei veränderter Frequenz erzielt wurden. Anhand dieser Ergebnisse zeigt sich, dass sich ein Maximum einstellt bei einer bestimmten Frequenz.

In Fig. 4 ist die Abhängigkeit der Ausbeute von der Verweilzeit dargestellt. Die Versuche zeigten, dass eine Verweilzeit länger als 4 Minuten zu keiner Ausbeutesteigerung mehr führt.

Claims (7)

1. Mikroreaktionskanalsystem, dadurch gekennzeichnet, dass ein gegebe­ nenfalls temperierbarer Mikromischer, mit einem Verweilelement verbun­ den, welches wiederum direkt mit einem Piezoelement verbunden ist.

2. Verfahren zur Durchführung von Phasen-Transfer-Katalysereaktionen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei nicht mischbare Phasen kontinuier­ lich in einem Mikromischer, verbunden mit einem Verweilelement, wel­ ches direkt mit einem Piezoelement verbunden ist, intensiv vermischt und die in den Phasen enthaltenen Reaktanden zur Reaktion gebracht wer­ den.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Verweilelement um einen miniaturisierten Durchflußreaktor handelt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ver­ weilelement verwendet wird, auf das das Piezoelement aufgeklebt ist.

5. Verfahren gemäß der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in das Reaktionsmedium ein Energieeintrag durch das Piezoelement mit einer Frequenz von 750 bis 16000 Hz erfolgt.

6. Verfahren gemäß der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Reaktionsgeschwindigkeit bei einer optimal ein­ gestellten Anregungsfrequenz des Piezoelements eine optimale Verweil­ zeit eingestellt wird.

7. Verfahren gemäß der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei einer der Phasen um eine wässrige Phase handelt.