醫(yī)藥中間體和藥物合成
醫(yī)藥中間體:用于藥品合成工藝過程中的一些化工原料或化工產(chǎn)品。
1,催化氫化反應(yīng)一般分為:催化加氫反應(yīng)、催化氫解反應(yīng)和催化氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)。
催化加氫反應(yīng)
指有機(jī)化合物中一個或幾個不飽和的官能團(tuán)在催化劑的作用下與氫氣加成,是貴金屬催化劑主要應(yīng)用的一類反應(yīng)
加氫反應(yīng)的平衡常數(shù)隨反應(yīng)溫度的升高而減小。溫度升高,則反應(yīng)愈快。對于Kp隨溫度升高而減小較大的反應(yīng),溫度升高則副產(chǎn)物量增大,所以適宜的溫度對加氫反應(yīng)是很關(guān)鍵的。
當(dāng)H2壓力增大時,Kp就增大。一般來說,H2壓力增加,則反應(yīng)速度加快,但是若反應(yīng)產(chǎn)物在催化劑上是強(qiáng)吸附的,則產(chǎn)物分壓愈高,反應(yīng)會愈慢。
催化氫解反應(yīng)
在氫化反應(yīng)中,σ鍵的還原裂解稱為氫解,即在氫化過程中,有些原子或基團(tuán)脫掉的同時被氫原子所取代。
氫解反應(yīng)可分為脫節(jié)、脫鹵,開環(huán)、脫羧和脫硫等類型。從化學(xué)鍵斷裂的角度看又可分為碳?xì)洌ㄒ喾Q氫交換)鍵、碳-碳鍵、碳-氧鍵、硫-氧鍵、碳-氮鍵、碳-硫鍵、碳-鹵鍵、氮-氧鍵、氮-氮鍵和氧-氧鍵等類型的鍵的斷裂。氫解的主要用途是:還原某些基團(tuán)(如從硝基、亞硝基等制備胺),去掉某些基團(tuán)(如脫鹵、脫硫等)、去掉保護(hù)基。催化氫解主要應(yīng)用于去掉保護(hù)基的反應(yīng)中。催化氫解也是有機(jī)合成中常用的方法和技術(shù)之一,通過此技術(shù)可以合成許多化學(xué)品,在化合物中一些基團(tuán)的烯丙烴基、芐基、氨基、炭-鹵單鍵等很容易發(fā)生氫解。
催化氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)
某些有機(jī)化合物在催化劑的存在下成為氫的給予體,定量地釋放氫。以這樣的為氫源催化氫化,這個過程稱為催化轉(zhuǎn)移氫化(催化氫轉(zhuǎn)移)。
催化轉(zhuǎn)移氫化與氫給予體、接受體、催化劑的種類,溶劑、反應(yīng)溫度及反應(yīng)介質(zhì)有關(guān)。
大多數(shù)轉(zhuǎn)移氫化反應(yīng),需要在較高的溫度下進(jìn)行,提高溫度,反應(yīng)速度會明顯加快。
2,催化氧化反應(yīng)是精細(xì)化工中的應(yīng)用普遍而有重要的反應(yīng),通過氧化反應(yīng)可以將碳?xì)浠衔镌?烯烴、芳烴、烷烴)轉(zhuǎn)化為各種多功能的衍生物。
氧化反應(yīng)的特征:
反應(yīng)放熱量大。氧化反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng),氧化深度愈大放熱愈多。
氧化反應(yīng)是不可逆反應(yīng)對于烴類氧化反應(yīng)ΔG<<0,可以不受平衡限制。
氧化反應(yīng)途徑復(fù)雜多樣。
氧化反應(yīng)過程易燃易爆。
3,偶聯(lián)反應(yīng)是在金屬催化劑催化下,RX(X=鹵素、磷酸醋等離子基團(tuán)、R二烴基、芳烴基、聯(lián)烯基、烯丙基、節(jié)基、炔基等)與金屬試劑形成碳-碳鍵的反應(yīng)。鈀配合物催化劑在偶聯(lián)和環(huán)化反面表現(xiàn)出來的特有性質(zhì),Pd催化偶聯(lián)反應(yīng)是成功形成C-C鍵的有力工具。
4. 連續(xù)化催化反應(yīng),利用固定床反應(yīng)器,在催化劑的作用下,通過氣-固反應(yīng)、氣-液-固反應(yīng)等合成(生產(chǎn))精細(xì)化工產(chǎn)品,可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。
固定床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是:
①返混小,流體同催化劑可進(jìn)行有效接觸,固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器當(dāng)反應(yīng)伴有串聯(lián)副反應(yīng)時可得較高選擇性。
②催化劑機(jī)械損耗小。
③結(jié)構(gòu)簡單。
固定床反應(yīng)器的缺點(diǎn)是:
①傳熱差,反應(yīng)放熱量很大時,即使是列管式反應(yīng)器也可能出現(xiàn)飛溫(反應(yīng)溫度失去控制,急劇上升,超過允許范圍)。
②操作過程中催化劑不能更換,催化劑需要頻繁再生的反應(yīng)一般不宜使用,常代之以流化床反應(yīng)器或移動床反應(yīng)器。
5,利用催化劑的高效催化作用實(shí)現(xiàn)有機(jī)反應(yīng)進(jìn)行合成相應(yīng)的有機(jī)化學(xué)品。由于高效的催化作用,催化劑可以縮短有機(jī)反應(yīng)的化學(xué)平衡時間,但不改變化學(xué)平衡的方向,催化劑自身參與或促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行,但本身沒有變化,具有高效的選擇性。
催化合成技術(shù)的優(yōu)勢在于:
反應(yīng)條件溫和,一般為低溫、低壓即可實(shí)現(xiàn)有機(jī)反應(yīng)進(jìn)行;
催化活性高,目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性高;
工藝路線綠色,環(huán)保;