雷尼镍型号 催化氢化反应慢的三大原因

日期: 2024-04-22 18:11:14|浏览: 133|编号: 55112

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雷尼镍型号 催化氢化反应慢的三大原因

催化加氢最常见的问题是反应缓慢甚至停止。 必须滤出催化剂,并且必须将新的催化剂添加到滤液中以继续反应。 总结经验,催化反应慢的原因主要有以下三个:

底部结构

底物结构的氢化难易程度是影响反应速率的内在因素。 在底物结构中,氢化的难易程度主要受官能团的影响。 在常见的功能能力中,最容易发生酰氯还原成醛、硝基还原成氨基,其次是炔烃还原成烯烃、酮还原成醇、腈还原成甲胺等,而苯环还原成环己烷和酸还原成醇是最难的。

当使用相同的官能团时,底物结构的其他部分也会影响反应的难易程度。 例如,当酮被还原为醇时,酮附近碳上支链较少的底物更容易被还原。 在工艺研究中,底物的结构取决于反应路线,一般不是工艺优化的重点。

催化剂活性

不同的催化剂在反应中表现出不同的活性。 催化加氢中最常用的催化剂是钯碳和雷尼镍,这两种催化剂都具有相对较好的活性,适用于大多数底物。 醋酸钯和碳载铂常用于实验室,活性较高。

批量工业化中常用的铜、铬等催化剂一般活性较差,反应条件要求较高。 常用且应用价值有限的催化剂,选择范围较小,一般不是工艺优化的重点,但也有例外。 例如,在实施例给出的苯乙酮类化合物的氢化中,同样使用10%钯碳,但不同型号之间存在较大差异,反应速度往往在2-20倍之间变化。

至于各个钯炭型号之间的差异,应该与钯炭的生产工艺有关。 相同含量的不同模型对某些化合物的催化效果较好,而对某些化合物的催化效果较差。 选型除了咨询供应商外,主要是通过实验筛选来选择最合适的催化剂。

反应条件

反应条件对反应速度的影响比较简单。 高温、高压和高速搅拌可以加速反应过程。 由于设备和安全限制,反应条件不能无限增加。

温度一般不能超过溶剂的沸点,适宜范围在25~80度之间; 压力一般越低越好,保持在1-30个大气压比较合适; 搅拌不宜太快,越慢越稳定,一般在150-300转/分钟之间比较合适; 溶剂多为甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙酸、乙酸乙酯和水,主要是保证产品和原料尽可能完全溶解在溶剂中。

溶剂对反应速率的影响次要于温度、压力和搅拌速度。 主要考虑可操作性、安全性和溶剂的回收率。 催化剂是催化加氢反应中成本控制的重点,要求催化剂价格便宜、用量小。 由于雷尼镍价格便宜,一般用量在10-30%之间,并且可以回收再利用; 由于钯炭价格昂贵,一般用量在3-10%之间,且必须回收再利用。 每次重复使用之前可能需要对回收材料进行检查。 催化剂已活化,使用时需要添加一些新的催化剂。

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