《精细有机合成化学与工艺学电子教案6.7 催化氢化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精细有机合成化学与工艺学电子教案6.7 催化氢化（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6.7 催化氢化,定义、分类、特性 非均相催化氢化反应历程 催化氢化的方法 气-固-液非均相催化氢化的催化剂 气-固-液非均相催化氢化的主要影响因素 应用实例,6.7.1 定义、分类、特性,在催化剂的存在下，有机物与氢气（H2)发生的反应叫做催化氢化。,催化加氢（催化氢化）,含有不饱和键的有机物分子，在催化剂的存在下，与氢分子反应，使不饱和键全部或部分加氢的反应，叫做催化加氢（氢化）。,芳杂环,催化氢解,在催化剂存在下，含有碳杂键的有机物分子与氢气反应，发生碳杂键断裂，分解成两部分氢化产物的反应叫做催化氢解。,优点：反应易于控制，产品纯度较高，收率较高，三废少，在工业上应用广泛。,缺点：需要使
2、用带压设备，安全措施要求高，催化剂的选择要求严格。,6.7.2 非均相催化氢化反应历程,+,+,+,+,6.7.3 催化氢化的方法,气-固相接触催化氢化 气-固-液非均相催化氢化,特点 优点：（1）产品纯度高、收率高； （2）不使用溶剂； （3）可在常压、低压下反应； （4）催化剂寿命长，价格低廉； （5）氢气价廉，生产成本低； （6）三废少。 缺点：要求被氢化物容易汽化。,6.7.3.1 气-固相接触催化氢化,催化剂 Cu/SiO2、Cu/浮石、Cu/Al2O3 工艺 200300 固定床、流化床 实例,6.7.3.2 气-固-液非均相催化氢化,优点 （1）反应活性高，应用范围广； （2）与
3、化学还原法比，反应的选择性好，副反应少，产品质量好，收率高； （3）催化剂易于分离，避免了环境污染； （4）与气-固相接触催化氢化比，可用于难汽化的被氢化物 （5）使用价廉的氢气作还原剂。,芳香族硝基化合物的催化氢化,腈的还原 芳环的氢化,6.7.4 气-固-液非均相催化氢化的催化剂,催化剂的类型,一般金属系：Ni、Cu、Mo、Cr、Fe、Pb 贵金属系：Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Re,还原型纯金属粉： Pt、Pd、Ni等，如骨架镍、骨架铜 化合物型：氢氧化物、氧化物、硫化物如PtO2、MoS 载体型：如Pt/C、Pd/C,催化剂的选择 （1）活性和选择性 （2）几何形状 微球形、颗
4、粒型、挤条形等,催化剂的性能 （1）活性（负荷） （kg/Lh，kg/kgh） （2）选择性 （3）强度 （4）寿命 （5）稳定性,催化剂的制备 （1）骨架镍 （2）Pd/C,主要催化剂 （1）镍催化剂 （2）铂催化剂 （3）钯催化剂,6.7.5 气-固-液非均相催化氢化的主要影响因素,催化剂 被氢化物的结构与性能 温度和压力 溶剂 介质的pH值 搅拌和装料系数,6.7.5.1 催化剂,种类,羟基去氢维生素A,VA醋酸酯,(1)CH3COCl (2)HBr (3) HBr,重排,用量 Raney Ni: 1015% 5%Pd/C: 110% PtO2: 12% CuCr2O4: 1020%,6
5、.7.5.2 被氢化物的结构与性能,空间效应越大，越不易靠近催化剂，需要强化反应条件，如升高温度、增加压力、提高催化剂活性等。 分子结构不同，催化氢化的难易程度不同： Ar-NO2- -C=C-C=O,R-NO2ArH 直链烯烃环状烯烃萘苯烷基苯芳烷基苯,6.7.5.3 温度和压力,9.8104Pa,2.9105Pa,室温,室温,+,6.7.5.4 溶剂,溶剂的作用 （1）溶解被氢化物； （2）有利于传热； （3）便于催化剂的回收利用； （4）改变反应的选择性。,对溶剂要求 （1）沸点高于反应温度； （2）对产物有较大的溶解度，有利于解析。,溶剂的种类 CH3COOH CH3OH H2O CH
6、3CH2OH (CH3)2CO CH3COOC2H5、C2H5OC2H5 Ph-CH3 Ph 石油醚 高压反应使用溶剂：H2O， ， ，,+,表 溶剂酸碱度对产品收率的影响,6.7.5.5 介质的pH值,反应溶剂 顺式比例， 反式比例， C2H5OH 53 47 C2H5OH/HCl/H2O 93 7 C2H5OH/KOH 3550 6550,6.7.5.6 搅拌和装料系数,搅拌的作用： （1）影响催化剂在反应介质中的分布情况、 面积和催化效果； （2）有利于传热，防止局部过热。,装料系数：0.350.5,6.7.6 应用实例,顺丁烯二酸酐的催化氢化制1,4-丁二酸酐、-丁内酯、1,4-丁二醇和四氢呋喃 苯的催化氢化制环己烷、环己烯和环己基苯 硝基苯的催化氢化制苯胺、对氨基苯酚、对苯二酚和氢化偶氮苯,
