清華大學(xué)張吉松教授分享:
微反應(yīng)連續(xù)加氫案例之一:脫保護(hù)
在制藥和精細(xì)化工領(lǐng)域中用的舒心,保護(hù)與脫保護(hù)反應(yīng)是常見的一種有機(jī)合成方法。加氫反應(yīng)在醫(yī)藥合成反應(yīng)類型中約占3%,常用于脫Bn和Cbz,通衬J??衫么呋託浞▽⑵涿摮鹘y(tǒng)采用高壓加氫間歇釜工藝存在氣液傳質(zhì)效率低提升,操作安全性差高品質,氫解效率低等問題,長期以來備受用戶詬病支撐能力。
反應(yīng)效率低健康發展,時(shí)間特別長,時(shí)長12h—72h大數據,催化劑昂貴,通常使用10—20%Pd(OH)2/C
連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)具有過程安全性高講實踐、反應(yīng)時(shí)間短和催化劑成本低等特點(diǎn)數字技術,相比傳統(tǒng)的釜式加氫具有明顯優(yōu)勢。
清華大學(xué)張吉松教授應(yīng)歐世盛(北京)科技有限公司之邀市場開拓,分享了一例應(yīng)用連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行的脫保護(hù)案例顯示:采用連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)進(jìn)行非均相催化加氫脫保護(hù)措施,可以利用其較高的氣液傳質(zhì)效率和平推流特性實(shí)現(xiàn)高選擇性脫保護(hù),并顯著縮短反應(yīng)時(shí)間要落實好;
使用連續(xù)加氫微反應(yīng)器可以讓脫保護(hù)反應(yīng)的催化劑成本降低至原先的10-30%緊密相關,同時(shí)反應(yīng)時(shí)間大幅縮短,基本上3-4分鐘可以完成反應(yīng)先進技術,最主要的是安全性大幅度提高培訓,5L的微反應(yīng)器相當(dāng)于2000L加氫釜的生產(chǎn)能力不合理波動。
傳統(tǒng)加氫釜:
傳統(tǒng)的催化加氫脫保護(hù)反應(yīng)一般選擇配有攪拌槳的高壓間歇加氫釜為反應(yīng)器,存在氣液傳質(zhì)效率低重要工具、反應(yīng)時(shí)間長等問題表示,有些較難脫除的芐基甚至需要72 h才能完成。
連續(xù)流動化學(xué)與微反應(yīng)器:
連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)是連續(xù)流動化學(xué)與微反應(yīng)器技術(shù)的結(jié)合體廣度和深度,它的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)高效建設應用、綠色且可持續(xù)的有機(jī)化學(xué)合成提供了可能改善。該技術(shù)利用微通道的優(yōu)勢增加氣液固三相界面接觸面積,極大強(qiáng)化了多相傳質(zhì)和傳熱溝通機製,并顯著縮短反應(yīng)時(shí)間到分鐘級甚至秒級。
連續(xù)流動化學(xué)與微反應(yīng)器技術(shù)的優(yōu)勢
催化劑成本大幅度降低 轉(zhuǎn)化更高效
金屬鈀因吸氫性能好註入新的動力、催化活性高領先水平、產(chǎn)物選擇性好等優(yōu)勢已成為主流的脫芐基催化劑,也是目前芐氧羰基脫保護(hù)的催化劑去完善。但是其成本較高橋梁作用,反應(yīng)過程中用量大,對許多用戶來說都是頭疼的問題求索。
連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)是連續(xù)流動化學(xué)與微反應(yīng)器技術(shù)的結(jié)合讓人糾結,跟實(shí)驗(yàn)室250ml加氫釜比較:微反應(yīng)器用時(shí)1.9分鐘,轉(zhuǎn)化率達(dá)63%穩定發展,反應(yīng)時(shí)間大大縮短基石之一,催化劑的成本大幅度降低至原先的10-30%,同時(shí)增持能力,安全性大幅度提高共同努力。在某項(xiàng)目中實(shí)踐后發(fā)現(xiàn),5L的微反應(yīng)器相當(dāng)于2000L加氫釜的生產(chǎn)能力追求卓越。
張吉松教授通過對反應(yīng)機(jī)理和催化劑機(jī)理研究逐漸完善,可以進(jìn)一步將催化劑負(fù)載量降為1-2%,部分反應(yīng)也可以很好的進(jìn)行合理需求,壽命也可以達(dá)到原先150-200小時(shí)是目前主流。
負(fù)載量低加上壽命長使得催化劑成本在原來的基礎(chǔ)上繼續(xù)大幅度降低。隨著對機(jī)理認(rèn)識的加深高質量,張教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了催化劑再生的方法充分發揮,在某項(xiàng)目里,催化劑再生了2次管理,每次再生完都可以再用100多小時(shí)設計,脫芐的催化劑成本降到了不可想象的地步。
可見,連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)是一種原子經(jīng)濟(jì)且高效綠色化的合成手段優化程度,未來會帶來無限的驚喜可能積極性。
歐世盛H-FLOW全自動加氫反應(yīng)儀
目前,歐世盛H-FLOW全自動加氫反應(yīng)儀已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)智能化取得明顯成效、通用性約定管轄、高效性、安全性創新的技術、低成本加氫反應(yīng)發揮,自2019年5月以來,歐世盛(北京)科技有限與清華大學(xué)合作開發(fā)出了H-FLOW全自動加氫反應(yīng)儀快速增長,得到了藥明康德開放以來、康龍化成、科倫制藥等諸多用戶的高度認(rèn)可高質量。
H-FLOW全自動加氫反應(yīng)儀適用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)加氫工藝開發(fā)及催化劑快速篩選提供了有力支撐,同時(shí),高通量版可實(shí)現(xiàn)通風(fēng)櫥內(nèi)加氫產(chǎn)品公斤級定制生產(chǎn)前景。
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