【案例】連續(xù)加氫脫保護:3分鐘反應(yīng)完成,,催化劑成本大降
清華大學張吉松教授分享:
微反應(yīng)連續(xù)加氫案例之一:脫保護
在制藥和精細化工領(lǐng)域中,,保護與脫保護反應(yīng)是常見的一種有機合成方法。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??衫么呋託浞▽⑵涿摮?。傳統(tǒng)采用高壓加氫間歇釜工藝存在氣液傳質(zhì)效率低,,操作安全性差,,氫解效率低等問題,長期以來備受用戶詬病。
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反應(yīng)效率低,,時間特別長,,時長12h—72h,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,、反應(yīng)時間短和催化劑成本低等特點,相比傳統(tǒng)的釜式加氫具有明顯優(yōu)勢,。
清華大學張吉松教授應(yīng)歐世盛(北京)科技有限公司之邀,,分享了一例應(yīng)用連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)和設(shè)備進行的脫保護案例顯示:采用連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)進行非均相催化加氫脫保護,可以利用其較高的氣液傳質(zhì)效率和平推流特性實現(xiàn)高選擇性脫保護,,并顯著縮短反應(yīng)時間,;
使用連續(xù)加氫微反應(yīng)器可以讓脫保護反應(yīng)的催化劑成本降低至原先的10-30%,同時反應(yīng)時間大幅縮短,,基本上3-4分鐘可以完成反應(yīng),,最主要的是安全性大幅度提高,5L的微反應(yīng)器相當于2000L加氫釜的生產(chǎn)能力,。
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傳統(tǒng)加氫釜:
傳統(tǒng)的催化加氫脫保護反應(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、反應(yīng)時間長等問題,,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)流動化學與微反應(yīng)器技術(shù)的結(jié)合體,它的出現(xiàn)為實現(xiàn)高效,、綠色且可持續(xù)的有機化學合成提供了可能,。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,極大強化了多相傳質(zhì)和傳熱,,并顯著縮短反應(yīng)時間到分鐘級甚至秒級,。
連續(xù)流動化學與微反應(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、催化活性高,、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的催化劑。但是其成本較高,,反應(yīng)過程中用量大,,對許多用戶來說都是頭疼的問題。
連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)是連續(xù)流動化學與微反應(yīng)器技術(shù)的結(jié)合,跟實驗室250ml加氫釜比較:微反應(yīng)器用時1.9分鐘,,轉(zhuǎn)化率達63%,,反應(yīng)時間大大縮短,催化劑的成本大幅度降低至原先的10-30%,,同時,,安全性大幅度提高。在某項目中實踐后發(fā)現(xiàn),,5L的微反應(yīng)器相當于2000L加氫釜的生產(chǎn)能力,。
張吉松教授通過對反應(yīng)機理和催化劑機理研究,可以進一步將催化劑負載量降為1-2%,,部分反應(yīng)也可以很好的進行,,壽命也可以達到原先150-200小時。
負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,。隨著對機理認識的加深,,張教授團隊開發(fā)了催化劑再生的方法,在某項目里,,催化劑再生了2次,,每次再生完都可以再用100多小時,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)濟且高效綠色化的合成手段,未來會帶來無限的驚喜可能,。
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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)可以實現(xiàn)智能化、通用性,、高效性,、安全性、低成本加氫反應(yīng),,自2019年5月以來,,歐世盛(北京)科技有限與清華大學合作開發(fā)出了H-FLOW全自動加氫反應(yīng)儀,得到了藥明康德,、康龍化成,、科倫制藥等諸多用戶的高度認可。
H-FLOW全自動加氫反應(yīng)儀適用于實驗室內(nèi)加氫工藝開發(fā)及催化劑快速篩選,,同時,,高通量版可實現(xiàn)通風櫥內(nèi)加氫產(chǎn)品公斤級定制生產(chǎn)。
歐世盛H-FLOW全自動加氫反應(yīng)儀
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