雷尼镍型号 催化氢化反应慢的原因及解决方法

雷尼镍型号 催化氢化反应慢的原因及解决方法

催化加氢最常见的问题是反应缓慢，甚至反应停止。必须将催化剂滤出，并在滤液中加入新的催化剂，才能继续反应。总结起来，催化反应缓慢的原因主要有以下三个方面：

1. 基板结构

底物结构加氢的难易程度是影响反应速率的内在因素。底物结构中，加氢的难易程度主要受功能团的影响。常见的功能团中，酰氯还原为醛、硝基还原为氨基最容易发生，其次是炔烃还原为烯烃、酮还原为醇、腈还原为甲胺，而苯环还原为环己烷、酸还原为醇的难度最大。对于同一功能团，底物结构的其他部分也会影响反应的难度，例如酮还原为醇时，酮附近碳上分支较少的底物更容易还原。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。

2. 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，这两种催化剂的活性相对较好，适用于大多数底物。醋酸钯和铂碳在实验室中应用较多，活性较高。工业化批量生产中常用的铜铬等催化剂一般活性较差，对反应条件要求较高。常用且有价值的催化剂有限，选择范围不大，一般不是工艺优化的重点，但也有例外。例如在加氢苯乙酮类化合物时，同样的10%钯碳，不同型号之间差别很大，反应速率往往相差2-20倍之间。至于各个钯碳型号之间的差别，应该与生产钯碳时的工艺有关，同样含量的不同型号，对有的化合物催化效果较好，对有的化合物催化效果较差。选择的依据除了咨询供应商外，主要是实验筛选，以选出最合适的催化剂。

3. 反应条件

反应条件对反应速率的影响比较简单，高温、高压、高速搅拌均可加快反应进程，由于设备和安全限制，反应条件不能无限提高。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1-30atm比较合适；搅拌不宜过快，越慢越稳定，一般150-300转/分比较合适；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仅次于温度、压力和搅拌速度，主要考虑溶剂的可操作性、安全性和回收率；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、用量少。 雷尼镍价格便宜，一般用量在10-30%之间，可以回收应用；钯碳价格昂贵，一般用量在3-10%之间，必须回收应用。回收的催化剂每次使用前可能需要活化，使用时需加入一些新的催化剂。