赢多多柱塞泵利用案例：清华张吉松/浙师大杭高院陈兴坤团队加氢钻研

2021年颁发于《Organic Pro

　更新功夫：2025-10-16　点击量：1121

2021年颁发于《Organic Process Research & Development》的文件《Continuous and Selective Hydrogenation of Heterocyclic Nitroaromatics in a Micropacked Bed Reactor》，对在陆续流系统中通过筛选催化剂和尝试前提从而实现杂环硝基芳烃选择性加氢进行了深刻探求。赢多多为该钻研提供了设备支持：柱塞泵。

该钻研主题是基于微填充床反映器的陆续流系统，以 5 - 硝基异喹啉加氢天生 5 - 氨基异喹啉、5 - 氨基 - 1,2,3,4 - 四氢异喹啉为模型反映，通过筛选催化剂与反映参数，实现高选择性、高效能加氢，同时验证该系统对其他杂环硝基芳烃的普适性。

一导图

二提要

杂环硝基芳烃加氢反映在医药工业合成关键中央体过程中拥有沉要意思。然而，传统间歇式反映器存在严沉的返混景象和较差的传质机能，难以实现高选择性加氢，这使得后续分离工艺的要求大幅提高。本钻研开发了一种基于微填充床反映器的陆续流系统，用于杂环硝基芳烃的选择性加氢反映，并拔取 5 - 硝基异喹啉还原为 5 - 氨基异喹啉和 5 - 氨基 - 1,2,3,4 - 四氢异喹啉的反映作为模型反映。在优化的反映前提下，成功实现了 5 - 氨基异喹啉（产率 99.9%）和 5 - 氨基 - 1,2,3,4 - 四氢异喹啉（产率 99.3%）的最高产率。此表，该系统对有关杂环硝基芳烃的选择性加氢阐发出优异机能，所有产品的产率均超过 97.5%。与间歇式反映器相比，该陆续流系统可实现杂环硝基芳烃的高效加氢，指标产品选择性优异，且反映功夫更短、操作更安全。

三尝试设计

资料选择

反映物与溶剂：5 - 硝基异喹啉（C?H?N?O?，纯度 98%）、溶剂*（C?H?O，纯度 99%），表购，保险反映原料不变性。

气体：氢气（纯度 99.9%，反映气）、氮气（纯度 99.9%，；て，表购。

催化剂：针对性选用三类催化剂，均匀粒径均为 400-500μm。Ni/SiO?（质量分数 20%），活性和善，抑造副产品氧化偶氮化合物，用于合成 5 - 氨基异喹啉；Pd/Al?O?（质量分数 5%），吡啶环加氢活性高； Pt/C（质量分数 1%），抑造氧化偶氮但活性不及，最终选取 “Ni/SiO?+Pd/Al?O?" 两段式组合用于合成 5 - 氨基 - 1,2,3,4 - 四氢异喹啉，排除了单催化剂的局限。

尝试装置

陆续流平台：由柱塞泵（赢多多）、微填充床反映器（长度 20.00 cm，内径 4.35 mm）、减压阀（熊川科技）、质量流量节造器（七星华创）、两个压力传感器（CYT11 型，天宇恒创科技）以及背压调节器（熊川科技）组成。减压阀装置在气瓶下游，其后衔接质量流量节造器以调控气体流速。气体管路中，反映器上游设置止回阀，预防回流败坏质量流量节造器，随后气体输送至 T 型混合器。柱塞泵通过不锈钢管（表径 1/16 英寸）与 T 型混合器衔接，将液体输送至反映器。反映器和两个盘管水平浸没在恒温水浴中，以节造反映温度。系统压力由背压调节器节造，微填充床反映器高低游别离装置两个压力传感器，用于在线监测压力。在背压调节器出口处网络样品，过量氢气通过透风装置排入大气。

流程设计：反映物溶液与氢气预混合后进入反映器，反映器浸于水浴控温；反映后用氮气 - 溶剂混合物断根残留，催化剂活性以 “主产品产率降超 3%" 为更换尺度，保险尝试不变性。

分析步骤

选取气相色谱（GC-2014）检测产品，配 FID 检测器与 RTX-5 色谱柱，设定精准的柱温法式（50-250℃梯度升温）。最后通过相应公式推算反映物转化率与指标产品选择性，确保数据正确性。

四尝试了局

反映参数与产率

通过单成分变量尝试，确定两类指标产品的反映前提。

5 - 氨基异喹啉：催化剂Ni/SiO?、气体流速30sccm、氢气压力2.0MP、温度60℃、液体流速0.3mL/min、最高产率99.9%。

5 - 氨基 - 1,2,3,4 - 四氢异喹啉：催化剂Ni/SiO?+Pd/Al?O?、气体流速20sccm、氢气压力2.5-3.0MPa、温度80℃、液体流速0.25mL/min、最高产率99.3%。

系统普适性

陆续流系统在 5 - 氨基异喹啉和 5 - 氨基 - 1,2,3,4 - 四氢异喹啉的合成中阐发出优异机能，并成功获得了优化的反映参数（气体流速、氢气压力、温度、液体流速）。遂将该陆续流系统利用于 5 - 硝基喹啉、6 - 硝基喹哪啶等其他杂环硝基芳烃，这些杂环硝基芳烃也是精密化工领域的沉要中央体。最终得出的尝试了局批注该陆续流系统在杂环硝基芳烃硝基和吡啶环选择性加氢反映中的宽泛合用性。

硝基加氢反映：产品产率均超 99%；

硝基 + 吡啶环加氢反映：产品产率超 97.5%。

陆续流系统运行机能

出产能力：该陆续流平台的出产能力达 12.8g/h，在催化剂活性损失超过 3% 前，系统可不变运行 20-25 幼时。

放大：该钻研已在企业端实现实现了微填充床系统的放大，出产能力达到 100-300kg / 天，且压降在可接受领域内，气 - 液传质机能与幼试相近。放大道理基于并联放大和适当尺寸放大的规模扩大战术。

五钻研结论

基于微填充床的陆续流系统可高效实现杂环硝基芳烃选择性加氢，5 - 氨基异喹啉、5 - 氨基 - 1,2,3,4 - 四氢异喹啉最高产率别离达 99.9%、99.3%，远超传统间歇式反映器。

催化剂 “精准匹配 + 两段式组合" 战术（Ni/SiO?抑造副产、Pd/Al?O?强化吡啶环加氢）是提升选择性的关键；反映参数（流速、压力、温度）的精准调控可进一步优化反映效能。

系统兼具普适性（合用于多种杂环硝基芳烃）与工业化潜力（已实现中试放大），为医药中央体高效合成提供新蹊径。

六钻研亮点与意思

技术亮点

设备战术：选取微填充床反映器解决传统间歇式传质差、副产多的问题，实现高效传质 + 精准控温 + 短停顿功夫，反映效能较间歇式大幅提升。