维生素D3是人体必须的一种脂溶性维生素,与人体健康密切相关。然而,高效合成维生素D3是有机化工的难点之一,关键在于它的光化学反应过程效率低下。目前,微流控技术依赖其反应器的特征尺寸仅为微米、毫米量级,能够在反应器内部实现较为均匀的光子分布,成为光化学过程强化的有力手段。但是,现阶段利用微流控技术制备维生素D3多在均相体系中进行,流体内部的混合状态由分子扩散控制,依旧会出现过度光照的问题。我们通过引入惰性气体(氮气)将均相体系转为非均相体系,在相界面和速度梯度的共同作用下,反应相流体内部出现内环流,有效地强化了反应体系的混合性能,进一步提升了光子的利用效率,提高了维生素D3的收率和选择性。同时,借助于微流控技术可以进行多步反应序列的优势,在0.5 mm内径的微通道中连续两步光解7-去氢胆固醇:以5 g/L的7-去氢胆固醇为初始浓度,调节气液相比为7/3,表观液相流速为0.13 m/s进料,调节不同的管长控制第一步光化学的转化率在70-80%之间,第二步光化学的转化率在75%左右。对比均相反应,光子效率提升3倍左右,因此获得了最高40%的预维生素D3收率和51%的预维生素D3选择性。随后在100℃条件下对预维生素D3进行加热,最终获得了 35%的维生素D3收率和45%的维生素D3选择性,高出文献报道最优32%的维生素D3收率。更进一步的,我们以10g/L的7-去氢胆固醇为初始浓度,在1 mm内径的微通道中能够实现每天生产15.4 g的维生素D3,是文献报道产量的3-4倍。