吡啶類化合物的還原產(chǎn)物都是重要的藥物中間體至關重要,廣泛用于制備局部麻醉藥、止痛藥、殺菌劑等新型儲能,同時也是重要的化工原料特點。目前追求卓越,制備哌啶衍生物的還原產(chǎn)物主要采用催化加氫的方式來實現(xiàn)資源配置。
吡啶類化合物的催化加氫過程通常都是在反應釜中進行的信息化技術。相對于烯、醛等化合物要落實好,它們的加氫反應要困難得多緊密相關,并且反應選擇性較差,易于生成副產(chǎn)物先進技術。同其它含氮雜環(huán)化合物一樣培訓,由于吡啶的加氫產(chǎn)物哌啶與金屬催化劑具有較強的配位作用,使得產(chǎn)物難以快速脫附宣講手段,導致金屬催化劑中毒而快速失活重要工具。芳環(huán)氫化主要分為均相催化加氫和非均相催化加氫,具有高活性的均相催化劑并不多見配套設備,并且這些均相催化劑不太穩(wěn)定非常激烈,難以從反應產(chǎn)物中分離出去,也不容易回收使用引人註目。目前常用的催化劑是雷尼鎳催化劑領域,盡管它的價格相對便宜,但它的安全性較差探索創新,對反應條件的要求比較苛刻帶來全新智能,需要在高溫、高壓下進行反應新產品。
H-FLOW全自動加氫反應儀是基于流動化學加氫技術和微反應器技術而開發(fā)設計的去完善,能夠完美解決常規(guī)工藝遇到的問題。它的傳質系數(shù)是傳統(tǒng)反應釜的上百倍長遠所需,大大縮短了反應時間求索,提高了反應效率。催化劑可以裝填在反應柱內(nèi)規模,原料流過催化劑后即反應*穩定發展,相對溫和的反應條件延長了催化劑的使用壽命,減少了催化劑的更換聯動,操作更加簡便增持能力,過程更加安全。H-FLOW是實現(xiàn)吡啶類化合物還原反應工藝更為綠色行業內卷、高效追求卓越、安全的新設備。
反應案例1-吡啶類化合物的連續(xù)化加氫反應
吡啶類化合物在加氫反應中通常采用間歇式反應方式參與能力,由于吡啶環(huán)的芳香特性合理需求,這類化合物往往需要較高的H2壓力,同時還需要提高溫度和延長反應時間充分發揮。研究者以吡啶-2-甲酸加氫生成2-哌啶甲酸為例高質量,將間歇式反應條件與在微反應器內(nèi)連續(xù)化加氫的反應條件進行比較充分發揮。
在間歇式反應中,研究者們選用乙醇作溶劑管理,H2壓力25 bar設計,125℃下連續(xù)攪拌1 h才可以轉化完,有時甚至需要微波進行輔助反應改進措施。由于微反應器具有較高的傳質效率提供堅實支撐,反應時間大大縮短,反應條件變得更加溫和實踐者。如圖(a)所示,研究者選用水做溶劑約定管轄,Pd/C做催化劑數據,反應物濃度0.1 M,液體流速0.5 mL/min發揮,氫氣壓力1 bar顯著,80℃下進行反應,產(chǎn)率達到97%開放以來,與間歇式反應方式相比占,它是一種更加高效安全的方式。
圖(a)吡啶-2-甲酸在微反應器內(nèi)的連續(xù)化加氫反應
微反應器內(nèi)發(fā)生的反應還具有通用性提供了有力支撐。如表(1)所示激發創作,研究者使用微反應器對一系列吡啶類化合物進行了連續(xù)化加氫反應。他們選用醋酸做溶劑進一步意見,因為質子化作用不僅能促進吡啶進行加氫反應增幅最大,而且還抑制了產(chǎn)物對催化劑的毒害。原料濃度為0.05 M生產能力,液體流速0.5 mL/min標準,H2壓力為30-90 bar,反應溫度為60-80℃堅持好,嘗試了Pd即將展開,Pt,Rh這幾種不同的金屬催化劑特性。研究者發(fā)現(xiàn)在微反應器內(nèi)選取合適的反應條件后傳承,它們的轉化率都在99%以上。與間歇式反應方式相比更加完善,它能夠實現(xiàn)反應條件的快速篩選形式,操作簡單,大大減少了時間成本支撐作用。不需要較強的反應條件就能獲得較高的轉化率日漸深入,說明使用微反應進行反應具有本質的安全性動力。
表(1)吡啶類化合物在微反應器內(nèi)的連續(xù)化加氫反應
反應案例2-常用中間體4-苯基哌啶的連續(xù)化加氫反應
4-苯基吡啶(4PhPy)及其衍生物是重要的有機合成中間體。如圖(b)所示互動式宣講,4-苯基吡啶加氫會生成兩種主要產(chǎn)物效高性,分別是4-苯基哌啶(4PhPip)和4-環(huán)己基吡啶(4CyPy),他們會進一步加氫生成4-環(huán)己基哌啶(4CyPip)開展。因為這個反應較難發(fā)生互動互補,且反應產(chǎn)物較多,所以我們要選取合適的反應方式意向,要把控反應路徑的選擇意料之外。
圖(b)4-苯基吡啶的催化加氫反應路徑
研究者比較了間歇式反應方式和在微反應器內(nèi)的反應。如表(2)所示形式,首先在反應釜中進行篩選置之不顧,選用乙酸乙酯作溶劑,原料濃度0.5 M數字化,反應溫度80℃方便,H2壓力30 bar,催化劑選用5 wt%的Rh各領域,Pd應用領域,Ru,Pt這幾種不同的金屬進行培訓。從表中看到發展機遇,它們都需要長時間的反應,甚至達到了幾十個小時法治力量。它們的轉化率較低服務體系,都沒有超過50%。目標產(chǎn)物4-苯基哌啶的選擇性良好搶抓機遇,但仍然有10%以上的其它副產(chǎn)物分析。
表(2)4-苯基吡啶在反應釜中的加氫反應
為了使4-苯基吡啶的加氫工藝順利進行,研究者選擇在微反應器內(nèi)進行反應全面闡釋。他們使用乙酸乙酯作溶劑非常激烈,原料濃度0.1 M,液體流速0.5 mL/min引人註目,反應溫度110℃領域,H2壓力30 bar,氣體流速26 mL/min好宣講,10 wt%的Pd/C作催化劑進行反應註入新的動力,終4-苯基吡啶的轉化率達到92%,4-苯基哌啶的選擇性達到93%。
在微反應器內(nèi)進行的反應都具有較高的傳質效率雙重提升,反應液從系統(tǒng)入口到出口設計能力,整個過程不超過10 min,大大縮短了反應時間深入開展。如圖(c)所示更為一致,研究者又進行了長時間不間斷的反應。連續(xù)運行120 min后技術的開發,4-苯基吡啶的轉化率在前60 min內(nèi)下降了7%研究與應用,然后在接下來時間內(nèi)轉化率保持不變,目標產(chǎn)物的選擇性從93%少量增加到95%更高效。由于在微反應器內(nèi)采用的是平推流反應模式全面協議,產(chǎn)物能夠快速的脫附并與催化劑分開,減少了吡啶和芳香族化合物對催化劑的毒害作用具體而言。
圖(c)4-苯基吡啶在微反應器內(nèi)連續(xù)反應120 min的加氫反應
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實驗總結
H-FLOW全自動加氫反應儀是更加智能便捷的微反應器系統(tǒng)新的動力,它能夠使加氫反應更加安全、穩(wěn)定發展契機。H-FLOW適用于各種吡啶類化合物的連續(xù)化加氫反應,我們將催化劑固定在反應柱內(nèi)促進進步,可以快速地篩選條件發力,產(chǎn)物能夠迅速的脫附,避免了對催化劑的毒害作用迎來新的篇章,減少了催化劑的更換和分離操作共創美好。它具有較高的傳質效率,與間歇式反應器相比薄弱點,它的反應條件更加溫和覆蓋範圍,反應時間大大縮減,操作更加簡單也更加安全積極性。是實現(xiàn)吡啶類化合物還原反應工藝更為綠色奮勇向前、高效、安全的新設備實施體系。