Against the flow? What factors dictate the relative merits of microflow reactors versus batch‐reaction flasks for homogeneous catalytic reactions? The optimal reaction protocol must be decided on a case‐by‐case basis. Flask reactors equipped with in situ detection devices provide a concise and information‐rich means of obtaining the intrinsic kinetic information required to make this decision.

This Perspective highlights how the methodology of reaction progress kinetic analysis can provide a rapid and comprehensive kinetic profile of complex catalytic reaction networks under synthetically relevant conditions in a fraction of the number of experiments required by classical kinetic analysis. This approach relies on graphical manipulation of the extensive data sets available from accurate in situ monitoring of reaction progress under conditions where two concentration variables are changing simultaneously. A series of examples from Pd-catalyzed coupling reactions of aryl halides demonstrates how a wealth of kinetic information may be extracted from just three experiments in each case. Even before proposing a reaction mechanism, we can determine reaction orders in substrates, propose a resting state for the catalyst, and probe catalyst stability. Carrying out this kinetic analysis at the outset of a mechanistic investigation provides a framework for further work aimed at seeking a molecular-level understanding of the nature of the species within the catalytic cycle. To be considered plausible, any independent mechanistic proposal must be shown to be consistent with this global kinetic analysis.

KLUSSMANN, M.; IWAMURA, H.; VALERA, F.; FUTRAN, A.; EMANUELSSON, E. A. C.; BLACKMOND*, D. G.; J. Org. Chem. 71 (2006) 13, 4711-4722; Dep. Chem., Imp. Coll., London SW7 2AZ, UK; Eng.) -Nuesgen 43-223

Mikroelektromechanische Systeme, die die Ausführung chemischer Reaktionen unter kontinuierlichem Fluss ermöglichen, finden seit etwa zehn Jahren ein zunehmendes Interesse in der organischen Synthesechemie, nachdem die Anwendung solcher Systeme in der Miniaturanalyse (m-TAS) demonstriert worden war.[2] Die Mikroreaktortechnologie bietet viele attraktive Merkmale, die ausführlich diskutiert und in Übersichtsartikeln behandelt wurden.[3] Mikroreaktoren ermöglichen sehr wirksame Mischvorgänge und einen guten Wärmetransfer bei hoch exothermen Reaktionen, letzteres dank des gegenüber herkömmlichen Reaktoren erheblich größeren Oberfläche-Volumen-Verhältnisses. Ein oft genannter Vorzug bei der Synthese komplexer, pharmazeutisch interessanter Moleküle ist die Möglichkeit, Reaktionen unter streng kontrollierten Bedingungen auf sehr kleiner Skala durchführen zu können. In Bezug auf die Prozessentwicklung bei Wirkstoffsynthesen wurden eindrucksvolle Fortschritte erzielt, die dem Ziel galten, die herkömmlichen "Flaschenhälse" bei der Produktaufbereitung und -reinigung zu umgehen; Beispiele hierfür sind die serielle Abfolge multipler Reaktionsstufen unter Durchflussbedingungen oder die Kombination von Immobilisierungsreaktionen mit serieller Prozessierung. [4,5] Über diese Entwicklungen hinaus wurden allgemeine und recht pauschale Behauptungen aufgestellt, dass Mikroreaktorsysteme organische Reaktionen beschleunigen können und dass routinemäßig niedrigere Katalysatorbeladungen und höhere Ausbeuten als bei Reaktionen in normalen Reaktionskolben möglich sind. Trotz dieser potenziellen Vorteile gibt es weit weniger Beispiele für die erfolgreiche Implementierung von Mikrodurchflussreaktoren, als diese Berichte glauben lassen. Stillschweigend wird impliziert, dass es nur eine Frage der Zeit sei, bis Mikrodurchflussreaktoren zur dominierenden Technik in der Laborpraxis werden -ob nun für die Grundlagenforschung oder in praktischen Anwendungen komplexer organischer Reaktionen -und die klassische Reaktionsführung im Reaktionskolben bald ein Über-bleibsel vergangener Zeit sein wird. Es scheint daher lohnend, die einer solchen Perspektive zugrundeliegenden Annahmen genauer zu untersuchen und einen kritischen Vergleich zwischen der Reaktionsführung im Kolben und im Durchflussreaktor anzustellen.Der Hinweis ist wichtig, dass wir unsere Diskussion auf einphasige, homogene Reaktionen beschränken. Mehrphasige Reaktionssysteme -einschließlich Tröpfchen-und Grenzflächenströmungssysteme [6,7] sowie Systeme, die sich die Reaktorwände zur Immobilisierung von Reagentien oder Katalysatoren zu Nutze machen [4,8] -sowie ultraschnelle, diffusionskontrollierte Reaktionen sind von unserer Betrachtung ausgenommen. Aber auch mit dieser Einschrän-kung stehen immer noch genügend Beispiele von über-gangsmetallkatalysierten und organokatalytischen Umwandlungen zur Verfügung, die einen beträchtlichen Teil der in akademischen und pharmazeutischen Laboratorien erforschten Reaktionen ausmachen. Anhand der fundamentalen Prinzipien der physikalisch-organischen Chem...

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