催化剂在原料药生产中的应用课件

催化剂在原料药生产中的应用2023/7/42定义：根据国际纯粹化学与应用化学联合会(IUPAC)1981年的定义：催化剂是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质。反应物生成物△EE12023/7/43催化剂的发现

有一天，瑞典化学家贝采里乌斯在化学实验室忙碌地进行着实验，傍晚，他的妻子玛利亚准备了酒菜宴请亲友，祝贺她的生日。贝采里乌斯沉浸在实验中，把这件事全忘了，直到玛丽亚把他从实验室拉出来，他才恍然大悟，匆忙地赶回家。一进屋，客人们纷纷举杯向他祝贺，他顾不上洗手就接过一杯蜜桃酒一饮而尽。当他自己斟满第二杯酒干杯时，却皱起眉头喊道：“玛利亚，你怎么把醋拿给我喝！”玛利亚和客人都愣住了。玛丽亚仔细瞧着那瓶子，还倒出一杯来品尝，一点儿都没错，确实是香醇的蜜桃酒啊！贝采里乌斯随手把自己倒的那杯酒递过去，玛丽亚喝了一口，几乎全吐了出来，也说：“甜酒怎么一下子变成醋酸啦？”客人们纷纷凑近来，观察着，猜测着这“神杯”发生的怪事。贝采里乌斯发现，原来酒杯里有少量黑色粉末。他瞧瞧自己的手，发现手上沾满了在实验室研磨白金时给沾上的铂黑。他兴奋地把那杯酸酒一饮而尽。原来，把酒变成醋酸的魔力是来源于白金粉末，是它加快了乙醇（酒精）和空气中的氧气发生化学反应，生成了醋酸。后来，人们把这一作用叫做触媒作用或催化作用，希腊语的意思是“解去束缚”。贝采里乌斯2023/7/44催化剂均相催化多相催化生物催化催化剂的分类2023/7/45

催化剂和反应物同处于一相，没有相界存在而进行的反应，称为均相催化作用，能起均相催化作用的催化剂为均相催化剂。均相催化剂包括液体酸、碱催化剂和色可赛思固体酸和碱性催化剂、可溶性过渡金属化合物(盐类和络合物)等。均相催化剂以分子或离子独立起作用，活性中心均一，具有高活性和高选择性。均相催化2023/7/46催化剂均相催化多相催化生物催化催化剂的分类2023/7/47

多相催化剂又称非均相催化剂，用于不同相（Phase）的反应中，即和它们催化的反应物处于不同的状态。例如：在生产人造黄油时，通过固态镍（催化剂），能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂，被它催化的反应物则是液态（植物油）和气态（氢气）。一个简易的非均相催化反应包含了反应物（或zh-ch:底物;zh-tw:受质）吸附在催化剂的表面，反应物内的键因断裂而导致新键的产生，但又因产物与催化剂间的键并不牢固，而使产物脱离反应位等过程。多相催化2023/7/48催化剂均相催化多相催化生物催化催化剂的分类2023/7/49生物催化酶是生物催化剂，是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的有机物（绝大多数的蛋白质。但少量RNA也具有生物催化功能），旧称酵素。酶的催化作用同样具有选择性。例如，淀粉。酶催化淀粉水解为糊精和麦芽糖，蛋白酶催化蛋白质水解成肽等。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。2023/7/410选择性活性催化剂特性催化剂特性2023/7/411催化剂的选择性

指在能发生多种反应的反应系统中，同一催化剂促进不同反应的程度的比较。如乙醇在高温时可脱氢转变成乙醛，亦可脱水转变成乙烯，银催化剂能促进前一反应，氧化铝催化剂则促进后一反应。人体中的酶即为高选择性的催化剂不同的酶使许多生化过程有条不紊地进行，形成正常的生理活动，如酶遭到破坏则导致疾病或死亡。2023/7/412催化剂的活性

指物质的催化作用的能力。工业生产上常以每单位容积(或质量)催化剂在单位时间内转化原料反应物的数量来表示，如每立方米催化剂在每小时内能使原料转化的千克数。由于固体催化剂作用是一种表面现象，催化活性与固体的比表面积的大小、表面上活性中心的性质和单位表面积上活性中心的数量有关。为了描述不同物质的催化活性的差异，也常将每单位表面积的催化剂在单位时间内能转化原料的数量称为比活性;将每个活性中心在1秒钟内转化的分子数称为周转数或转化数。2023/7/413催化剂的实际应用一N-苄基沙丁胺醇二马来酸氟吡汀2023/7/414N-苄基沙丁胺醇中间体Ⅰ的制备500L搪瓷反应釜中加入二氯甲烷240kg，开启搅拌。开启制冷使反应釜内温降至-5℃以下，加入三氯化铝46.8kg。滴加乙酸酐15.6kg，约2h滴完，滴加过程中控制反应釜内温不高于0℃。加毕，保持反应釜内温-5～0℃，搅拌20min。滴加水杨酸甲酯18kg，约3h滴完，滴加过程中控制釜内温不高于0℃。滴加完毕后，用10kg二氯甲烷冲洗容器，洗液加入反应釜中。关闭制冷，反应釜通入循环水升温至约10~20℃后开启加热，控制反应釜内温35～40℃，搅拌反应5h。关闭加热，开启制冷，使反应釜内温降至10~20℃。滴加纯化水40kg，滴加过程中控制反应釜内温不高于20℃，约1h加完。2023/7/415AlCl3催化机理2023/7/416马来酸氟吡汀雷尼镍10%钯炭5%钯炭2023/7/417

向反应釜（设备编码：111021）中加入异丙醇（马来酸氟吡汀中间体Ⅰ重量的4.8倍），开启搅拌，通入氮气，排除釜内的空气后停止通入氮气。加入马来酸氟吡汀中间体Ⅰ、10%钯炭（以干基计，加入量为马来酸氟吡汀中间体Ⅰ重量的0.028倍）和水合肼（马来酸氟吡汀中间体Ⅰ重量的1.17倍）。继续通入氮气，开启热水加热，温度设置85～90℃，加热至反应液回流，待回流开始后停止通入氮气，将热水温度调整为80～85℃保持回流反应7h，每1h记录一次回流情况。马来酸氟吡汀2023/7/418硝基还原机理PdArNOO-eArNOOHArNOOH-eArNOOHH2O_HArNO-eArNO-eArNOHArHNOH-eArNH-eArNHHArNOHHHHArNH2PdPdPdPdPd2023/7/419物料名称物料单价物料用量总价10%钯碳17094.40.546kg9333.543元5%钯碳8547.20.546kg4666.771元批次批号催化剂收率纯度中试放大第3批160216II10%钯碳86.29%98.505%中试放大第4批160126II10%钯碳87.21%98.281%工艺验证第1批160316II10%钯碳83.44%98.974%工艺验证第2批160324II10%钯碳86.58%98.392%制剂原料第1批——5%钯碳76.18%99.9