危险！打工人能拒绝催化加氢吗？氢化反应影响因素细述，催化剂、氢气压、溶剂、温度、原料干净程度
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老朋友，不知道你有多久没有做过催化加氢反应了？
如果你刚刚做过，那么你做的催化加氢是这样的
还是这样
或者是大型工业模型
我想家里实验室的老人做高压氢化一定要小心翼翼，特别是图2的模型。
比如添加材料的时候，你会考虑催化剂会不会着火吗？ 系统有泄漏吗？ 如果反应釜内压力过高，阀门顶部会破裂吗？
ETC。
后期处理更是细致。 对于加热反应，可能需要一天的时间才能冷却下来，第二天才敢慢慢释放压力！
过滤时，我睁大眼睛，生怕滤饼的活性炭层被流干。
……
新手可能不明白，疑惑地问：“不就是还原反应吗？注意一下，有必要这么‘傻’吗？干嘛这么啰嗦？”
那我想你一定是“太阳太”了
如图所示，是2018年某知名世界500强制药公司发生的加氢反应堆事故。如果你看第一遍后很庆幸那个人逃了出来，那么我建议你再看第二遍。
有人失踪了吗？
然后化为粉末，落了下来！
不知道你们有没有敬畏之心呢！
无论如何，我害怕氢化反应。 虽然我没有亲身经历过，但我在浙江某知名药厂差点经历过一次加氢爆炸事故（幸运的是，我正好和经理一起去其中一家子公司开技术改进方案会议。），开会的时候，我在电话里隐约听到经理说，加氢车间的半栋楼不见了。 然后我又被调回另一家子公司，再也没有机会去总部参观。 曾经见过几次面的同事再也没有见过面，消息仍然被封锁。
这也是为什么前段时间，当二老板让我做氢化反应的时候，我犹豫了，想要拒绝！
很简单，害怕！
当然，最后我做到了。
幸运的是，在实验室里，反应只需要5公斤的压力，这意味着最多会泄气，不存在爆炸的可能。当然，作为合成人，我建议你了解一下压力之间的转换关系。
如果你觉得很难记住，你至少应该知道以下关系
1MPa=10kg=10bar
在实验室里，我个人觉得5MPa以下催化加氢反应几乎不可能，但一旦超过5MPa，就必须谨慎了。 反正我是拒绝的！
如果不做这种高压反应，出于安全考虑，我建议氢气罐上的压力阀是这样做的
二级仪表最大只能有16公斤压力，最大测量出口压力也只有10公斤，对新手研究生比较友好。
对于化工行业来说，加氢反应显然是不可避免的！ 加氢反应的两种主要类型——不饱和键加氢（双键、硝基等）和氢解（脱保护，如Bn、Cbz等）在许多API中都可以看到。
影响加氢效率的因素很多，但主要是催化剂的种类和用量、氢气压力、反应溶剂、反应温度和原料的清洁度。
1、催化剂类型
催化剂的种类很多，但基于成本等因素，最常用的催化剂有：钯碳、钯碳氢氧化物、雷尼镍等。
其中雷尼镍活性最强，氢氧化钯碳次之，钯碳最弱。
钯碳和氢氧化钯碳就不用多说了。 大家应该都用过，也都见过。 这种东西是三组分的混合物。 用多孔碳负载钯，然后用水润湿。 这种混合物避免了钯催化的氧和碳在空气中反应时着火。 因此，经常看到购买的钯炭会有以下标识：
10%Pd/C 55wt%水
这意味着1g这种物质含有0.1g钯金属、0.55g水，其余为活性炭。
在使用钯碳和钯碳氢氧化物之前，通常将底物溶解在溶剂中，先抽真空置换氮气，然后加入催化剂，搅拌均匀，然后抽真空置换氢气，然后静置反应。
后处理后直接过滤即可。 吸滤时不要抽得很干，并及时添加浸滤液。 一般情况下是不会着火的。
雷尼镍是一种黑色固体，具有海绵状多孔骨架结构。 由于生产条件的差异，雷尼镍的种类很多。 一般有W1-W7七个级别，活性依次递增。 在实验室中，W2型和W3型用得最多。 通常保存在水中，干燥后很快就会着火。
对于使用雷尼镍的反应，如果对水不敏感，可以在氮气气氛下用勺子将湿固体慢慢舀入反应装置中； 如果对水敏感，通常需要在氮气气氛下使用乙醇。 等待溶剂将雷尼镍洗涤2-3次，然后在氮气气氛下添加材料。 无论您选择哪种，请小心“惰性气体气氛”一词，因为雷尼镍和空气都会着火！
实验室中雷尼镍的后处理与上述两种催化剂不同。 抽滤前一般需骤冷。 由于活性太高，吸滤过程可能会着火。 淬火剂一般可选择盐酸。 但必须缓慢添加，因为反应过程非常剧烈。
而一旦选择了这种后处理，就对基材的官能团或保护基团提出了要求，必须耐酸！
当然，工厂里的条件可能会好一些，因为工厂里的反应釜都是通过管道连接的，可以采用氮气压滤工艺。 实验室里不存在这样的条件。
上述所用催化剂的量不是等量的。 一般是指占基材重量的百分比。 最常用的范围是 5% 到 15%。 使用超过 20% 的流程可能不太好。
对于抽滤得到的催化剂，建议单独装入瓶子中，然后浸入水中，最后一起处理； 切勿将其直接扔进垃圾桶！
2、氢气压力
毫无疑问，氢气压力在催化加氢中非常重要。 理论上，氢气压力越高越好。 氢气压力越高，越能节省催化剂成本；
但氢气压力与安全息息相关，所以合适的压力往往是实验进行的前提！
3. 溶剂种类
前面说过，选择溶剂的标准是原料的溶解度越高越好，产品的溶解度越低越好！ 但这绝对是一个理想的情况，大部分是无法实现的！
催化加氢常用的溶剂体系主要有水、醇体系、醚体系、酯体系。
最常用的是醇类（甲醇、乙醇、异丙醇）或醚类（四氢呋喃、乙醚、叔甲醚、环戊烷甲醚等）。 这两个系统可以更好地发挥催化剂的能力。
但在实际工作中，溶剂的选择也与很多因素有关。 除了价格和后处理的容易程度之外，溶剂和原料的匹配也很重要，比如加氢脱除氮上的苄基，用甲醇作为溶剂可能会产生N-烷基化的杂质，这是我们在我公司2016年； 它最近被 JOC 注意到并发表（DOI：10.1021/acs.joc。）
在这种情况下，醚溶剂和酯溶剂可能更合适，但催化剂的活性很可能会降低。
4、反应温度
化学反应的本质之一必定是分子之间的碰撞。 只有发生碰撞，才有反应的可能。这和处女一样。 只有手脚有所作为，拿证的可能性才会增加（我是看了最近很火的订婚强奸案的新闻后才有这样的感觉）。
）。
加热无疑会加快分子的运动，增加碰撞的频率，自然会加快反应速度。
所以，对于反应慢的体系，不妨加热看看加热是否有效，不妨将反应回流看看！
当然，这个反应速度也可能是杂质产生的速度！
5、原材料清洁度
原材料的清洁度包括两点。 一是原料是否纯净，是否含有其他杂质。 这个非常重要。 我个人就遇到过很多次由于一些小杂质导致系统没有反应的情况。 但简单冲洗柱子后，反应就没有问题了。
另一个是原料上是否存在使催化剂中毒的官能团。 做过金属配位化学的人都知道钯的氧化加成，所以如果基材上有这样的官能团，尤其是含有S的，那么很有可能会与钯反应并脱落，形成PdxSn化合物，使催化加氢失去意义！
……
待续
多于
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