“西班牙 Universitat Jaume I 先進(jìn)材料研究所（INAM）Sans 團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一套名為 Reac-Discovery 的數(shù)字平臺，該平臺整合三大模塊：用于催化反應(yīng)器數(shù)字化生成與結(jié)構(gòu)評估的軟件 Reac-Gen；負(fù)責(zé)反應(yīng)器實(shí)體制造的 Reac-Fab；以及可自驅(qū)動(dòng)驗(yàn)證 Reac-Gen 設(shè)計(jì)并經(jīng) Reac-Fab 3D 打印后反應(yīng)器可打印性的 Reac-Eval 算法。[1]
Reac-Discovery 為采用結(jié)構(gòu)化填充裝置的先進(jìn)化學(xué)工藝開發(fā)開辟了新路徑。通過將“設(shè)計(jì)分析（Reac-Gen）—制造功能化（Reac-Fab）—快速評價(jià)與優(yōu)化（Reac-Eval）”全流程整合，可發(fā)現(xiàn)具有前所未有反應(yīng)/分離性能的全新結(jié)構(gòu)。將催化劑等功能單元直接嵌入結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)方案更選擇性、更可持續(xù)的多相復(fù)雜轉(zhuǎn)化。最新研究明確指出：不存在“萬能”最優(yōu)結(jié)構(gòu)；因此，Reac-Discovery 可為不同化學(xué)體系量身定制解決方案。”
Vapourtec
RS-400 自動(dòng)化連續(xù)流平臺
Reac-Discovery 平臺用于光氧化還原胺合成示例
Reac-Eval 包含兩套完全集成的關(guān)鍵硬件：一套配備自動(dòng)采樣器的 Vapourtec RS-400 自動(dòng)化連續(xù)流平臺，可順序執(zhí)行反應(yīng)、自主開展訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)并實(shí)時(shí)監(jiān)控；以及一臺低場臺式 NMR 譜儀，用于反應(yīng)在線分析。
01
機(jī)器學(xué)習(xí)與藥物發(fā)現(xiàn)的融合
近年來，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）與機(jī)器人技術(shù)突飛猛進(jìn)，它們已日益成為藥物發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目的主流手段。連續(xù)流化學(xué)尤其受益，它被廣泛用于構(gòu)建自動(dòng)化、自優(yōu)化平臺以強(qiáng)化化學(xué)工藝。[2, 3, 4] 這類平臺又稱“自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)室”（SDL），可對溫度、氣液流速、反應(yīng)濃度等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)最小化資源消耗并最大化數(shù)據(jù)產(chǎn)出。近期，SDL 進(jìn)一步拓展至先進(jìn)增材制造 [5]，并被引入催化劑設(shè)計(jì)及自動(dòng)化工藝優(yōu)化 [6,7]，具備高通量實(shí)驗(yàn)（HTE）與工藝尋優(yōu)的強(qiáng)大能力。
伴隨 ML進(jìn)展，3D 打印技術(shù)使“按需定制”特定幾何形狀與需求的流道反應(yīng)器成為現(xiàn)實(shí)。周期性開孔（POC）結(jié)構(gòu)內(nèi)含相互連通的可重復(fù)單元，可在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成 3D 打印，其傳熱/傳質(zhì)效率顯著優(yōu)于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器。
Reac-Discovery：半自主數(shù)字平臺 Reac-Discovery 是一套集成催化反應(yīng)器“設(shè)計(jì)-制造-優(yōu)化”全流程的數(shù)字平臺。其核心優(yōu)勢在于支持工藝-拓?fù)渎?lián)合尋優(yōu)，使復(fù)雜多相化學(xué)反應(yīng)得以快速高效優(yōu)化。Sans 團(tuán)隊(duì)通過兩項(xiàng)案例展示平臺效能：苯乙酮低壓多相氫化，以及二氧化碳與環(huán)氧氯丙烷低壓環(huán)加成。兩反應(yīng)均涉及氣-液-固三相，催化活性位位于異相載體表面；反應(yīng)速率取決于氣相反應(yīng)物穿過或溶解于液相并抵達(dá)活性中心的效率，以及活性中心本身活性，而反應(yīng)器結(jié)構(gòu)在此過程中起關(guān)鍵作用。
02
案例研究：苯乙酮?dú)浠?/span>
苯乙酮?dú)浠癁?1-苯乙醇是精細(xì)化工與制藥領(lǐng)域常用基準(zhǔn)反應(yīng)，因涉及固（催化劑）、液（溶劑中的苯乙酮）、氣（氫氣）三相。本例開展兩階段優(yōu)化：G1 階段明確反應(yīng)器結(jié)構(gòu)-工藝參數(shù)-催化活性關(guān)聯(lián)；G2 階段主要在計(jì)算端精煉模型，僅少量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)與工藝同步優(yōu)化。
優(yōu)化過程中，Reac-Gen 負(fù)責(zé)生成反應(yīng)器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；Reac-Eval 通過集成的 80 MHz臺式 NMR 與 Vapourtec RS-400 系統(tǒng)，實(shí)時(shí)調(diào)控反應(yīng)溫度、氣液流速等參數(shù)。G1 與 G2 結(jié)束后，最優(yōu)結(jié)構(gòu)由 Reac-Gen 最終設(shè)計(jì)，并經(jīng) Reac-Fab 打印與功能化，最后由 Reac-Eval 驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性。
參考文獻(xiàn)
[1] Reac-Discovery: an artificial intelligence-driven platform for continuous-flow catalytic reactor discovery and optimization (C. Tinajero, M. Zanatta, J. E. Sánchez-Velandia, E. García-Verdugo, V. Sans, Nature Commun., 2025, 16, 9062). https://doi.org/10.1038/s41467-025-64127-1
[2] A machine learning-enabled process optimization of ultra-fast flow chemistry with multiple reaction metrics (D. Karan, G. Chen, N. Jose, J. Bai, P. McDaidd, A. A. Lapkin, React. Chem. Eng., 2024, 9, 619–629). https://doi.org/10.1039/D3RE00539A
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Vapourtec
英國Vapourtec是德祥集團(tuán)資深合作伙伴之一。英國Vapourtec公司成立于2003年，專業(yè)致力于研發(fā)和生產(chǎn)流動(dòng)合成儀。并在世界領(lǐng)先的制藥公司中被廣泛使用。
其生產(chǎn)的R系列產(chǎn)品質(zhì)量可靠、性能成熟，高效能模塊系統(tǒng)可隨您的生產(chǎn)需要無縫擴(kuò)大，確保能滿足您的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。
新型的E系列操作界面清晰、簡單、觸摸屏操控，開機(jī)即用式、無需培訓(xùn)或少量培訓(xùn)即可上手使用。
同時(shí)針對性的反應(yīng)器如光化學(xué)反應(yīng)器、離子電化學(xué)反應(yīng)器等提高對應(yīng)反應(yīng)的效率。
德祥科技
德祥科技有限公司成立于1992年，總部位于中國香港特別行政區(qū)，分別在越南、廣州、上海、北京設(shè)立分公司。主要服務(wù)于大中華區(qū)和亞太地區(qū)——在亞太地區(qū)有27個(gè)辦事處和銷售網(wǎng)點(diǎn)，5個(gè)維修中心和2個(gè)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)室。
30多年來，德祥一直深耕于科學(xué)儀器行業(yè)，主營產(chǎn)品有實(shí)驗(yàn)室分析儀器、工業(yè)檢測儀器及過程控制設(shè)備，致力于為新老客戶提供更完善的解決方案。公司業(yè)務(wù)包含儀器代理，維修售后，實(shí)驗(yàn)室咨詢與規(guī)劃，CRO凍干工藝開發(fā)服務(wù)以及自主產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后。與高校、科研院所、政府機(jī)構(gòu)、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)及知名企業(yè)保持密切合作，服務(wù)客戶覆蓋制藥、醫(yī)療、商業(yè)實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)、環(huán)保、石化、食品飲料和電子等各個(gè)行業(yè)及領(lǐng)域。
2009至2021年間，德祥先后榮獲了“最具影響力經(jīng)銷商”、“年度最佳代理商“、”年度最高銷售獎(jiǎng)“等殊榮。我們始終秉承誠信經(jīng)營的理念，致力于成為優(yōu)秀的科學(xué)儀器供應(yīng)商，為此我們從未停止前進(jìn)的腳步。
我們始終相信，每一天都在使這個(gè)世界變得更美好！