平行反應(yīng)合成儀是實驗室中用于同時開展多組反應(yīng)的核心設(shè)備，通過實現(xiàn)反應(yīng)條件的平行控制(如溫度、攪拌、壓力、加料等)，大幅提升實驗效率、減少人為誤差，尤其適用于需要大量篩選或優(yōu)化的場景。
一、有機合成領(lǐng)域典型應(yīng)用場景：
反應(yīng)條件篩選：
例如合成某類酯化物時，同時測試 5 種催化劑(如濃硫酸、對甲苯磺酸、酶催化劑)、3 種反應(yīng)溫度(60℃/80℃/100℃)、4 種溶劑(乙醇 / 甲醇 / 乙酸乙酯 / 甲苯)，通過 3×5×4=60 組平行反應(yīng)，快速定位 “高轉(zhuǎn)化率、高選擇性” 的條件，原本需數(shù)天的實驗可壓縮至 1-2 天。
底物拓展與衍生化：
藥物合成中需對核心分子進(jìn)行 “底物衍生”(如改變?nèi)〈?、官能團)以優(yōu)化活性，平行反應(yīng)儀可同時對 10-20 種不同底物進(jìn)行同一條件反應(yīng)，快速制備一系列衍生物，為后續(xù)活性測試提供樣品庫。
復(fù)雜反應(yīng)的平行監(jiān)控：
對于需嚴(yán)格控制時間或中間產(chǎn)物的反應(yīng)(如格氏反應(yīng)、Suzuki 偶聯(lián)反應(yīng))，可通過平行反應(yīng)儀的同步攪拌、控溫功能，確保多組反應(yīng)環(huán)境一致，結(jié)合取樣裝置實時監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程，減少批次差異。
二、藥物研發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用場景：
高通量化合物庫構(gòu)建：
在藥物發(fā)現(xiàn)階段，需合成數(shù)百至上千種小分子化合物用于活性篩選(如抗腫瘤、抗菌活性)。平行反應(yīng)儀可通過 “固相合成” 或 “溶液相合成” 模式，同時制備多組結(jié)構(gòu)相似的化合物(如肽類、雜環(huán)化合物)，構(gòu)建化合物庫，為高通量篩選(HTS)提供樣品基礎(chǔ)。
藥物中間體的工藝優(yōu)化：
藥物生產(chǎn)中，中間體的合成效率直接影響成本，需優(yōu)化 “反應(yīng)時間、加料比例、后處理方式” 等參數(shù)。例如某抗癌藥物中間體的合成中，通過平行反應(yīng)儀同時測試 8 組 “投料比(原料 A: 原料 B=1:1.2/1:1.5/1:2.0)+ 反應(yīng)時間(2h/4h/6h)” 組合，快速找到 “產(chǎn)率≥90%、雜質(zhì)≤0.5%” 的工藝條件，為中試放大提供數(shù)據(jù)支撐。
藥物穩(wěn)定性測試：
評估藥物在不同環(huán)境(溫度、濕度、光照)下的穩(wěn)定性時，可將藥物樣品分裝至平行反應(yīng)儀的多個反應(yīng)管，設(shè)置不同溫度(如 4℃/25℃/40℃/60℃)或濕度條件，同時監(jiān)測藥物降解速率，縮短穩(wěn)定性研究周期。
三、催化研究領(lǐng)域應(yīng)用場景：
催化劑活性與選擇性篩選：
例如在 CO?加氫還原制甲醇的研究中，同時測試 6 種不同載體的催化劑(如 Al?O?、ZrO?、TiO?負(fù)載 Cu 基催化劑)，在相同溫度(220℃)、壓力(3MPa)、H?/CO?比例(3:1)下反應(yīng)，通過平行檢測產(chǎn)物中甲醇的選擇性和轉(zhuǎn)化率，快速判斷催化劑的優(yōu)劣。
催化反應(yīng)動力學(xué)研究：
需獲取不同時間點的反應(yīng)數(shù)據(jù)時，可在平行反應(yīng)儀中設(shè)置多組相同反應(yīng)體系，分別在 0.5h/1h/2h/4h 時終止反應(yīng)，同步分析產(chǎn)物濃度，繪制動力學(xué)曲線，相比傳統(tǒng) “單體系多次取樣” 更高效、數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。
光催化 / 電催化的平行測試：
部分平行反應(yīng)儀支持 “光照射” 或 “電極插入” 模塊，可同時開展多組光催化反應(yīng)(如光解水制氫)或電催化反應(yīng)(如氧還原反應(yīng))，對比不同催化劑在相同光照強度、電流密度下的性能，加速催化材料的研發(fā)。
四、材料科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用場景
納米材料的制備與粒徑調(diào)控：
合成量子點、納米顆粒時，溫度、反應(yīng)時間、前驅(qū)體濃度是影響粒徑的關(guān)鍵因素。例如制備 CdSe 量子點時，通過平行反應(yīng)儀同時測試 5 種反應(yīng)溫度(180℃/200℃/220℃/240℃/260℃)，在相同時間取樣，通過紫外 - 可見光譜分析量子點的粒徑分布，快速找到 “粒徑均一、發(fā)光性能優(yōu)異” 的合成條件。
高分子材料的聚合反應(yīng)優(yōu)化：
合成聚合物(如聚氨酯、聚丙烯酸酯)時，需優(yōu)化引發(fā)劑用量、聚合溫度、單體比例以調(diào)控分子量和分散度。平行反應(yīng)儀可同時開展多組聚合反應(yīng)，通過凝膠滲透色譜(GPC)分析產(chǎn)物的分子量分布，高效篩選聚合工藝。
儲能材料的合成與性能對比：
在鋰離子電池正極材料(如 LiFePO?)的合成中，通過平行反應(yīng)儀同時測試不同燒結(jié)溫度(600℃/700℃/800℃)和摻雜元素(Mn/Ni/Co)的組合，制備多組正極材料，后續(xù)通過電池測試系統(tǒng)對比其比容量、循環(huán)穩(wěn)定性，加速高性能儲能材料的研發(fā)。
