管理员第一讲ppt课件.ppt
《管理员第一讲ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《管理员第一讲ppt课件.ppt(93页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第一讲,第六章 氧化技术,制药工程教研室,河北化工医药职业技术学院,工作任务,完成经过气液相催化氧化产品的生产,学习目标,理解氧化技术的概念、分类及其在药物合成中的重要性。掌握液相催化氧化的基本原理、影响因素,了解其应用实例;熟悉气相催化氧化方法。掌握常用的化学氧化剂的应用范围与使用方法。化学氧化剂众多,学会举一反三。,主要内容,概述催化氧化与催化脱氢化学氧化法生物氧化法,概述,定义:狭义:加氧去氢。广义:电子转移,使C上电子云降低。分类:催化氧化、化学氧化、生物氧化应用:将烯烃、醇、醛、酮、活性亚甲基化合物、芳烃 等氧化成相应的醇、环氧化物、醛、酮、酸等化 合物。,第一节 催化氧化与催化脱氢
2、,液相催化氧化气相催化氧化催化脱氢,催化氧化,定义:在催化剂存在下,用空气或氧气对有机化合物进行氧化的方法。分类:液相催化氧化、气相催化氧化 液相催化氧化方法:将空气或氧气通入作用物与催化剂的溶液或悬浮液中进行反应。气相催化氧化方法:将作用物在300500气化,与空气或氧气混合后,通过灼热的催化剂进行反应。,催化氧化,生产中注意事项:有机物与氧混合通常具有较宽的爆炸极限,必须严格按照操作规程,防止事故发生。,一、液相催化氧化,液相催化氧化反应温度较气相催化氧化低,一般在100200之间,反应压力也不太高。可用于高温下不稳定的化合物。液相催化氧化具有较高的选择性,反应可停留在中间阶段,常用于制备
3、有机过氧化物、有机酸,控制合适的条件可以制备醇、醛、酮等重要有机合成中间体。,反应机理(自由基历程),链引发,链增长,链终止,一、液相催化氧化,烃类催化氧化的最初产物是有机过氧化氢物。如果它在反应条件下是稳定的,则可以成为催化氧化的最终产物。但大多数情况下,它不稳定,将进一步分解而转化为醇、醛、酮或被继续氧化为羧酸。这一阶段属于过氧化物分解阶段。,一、液相催化氧化,液相催化氧化属于气液非均相反应,氧化过程既可采用间歇方法又可采用连续方法。由于空气中的氧在液相中的溶解度很小,为了有利于气液接触传质,氧化反应器可采用釜式和塔式两种。,影响液相催化氧化的主要因素,催化剂:过渡金属离子常用的金属是Co
4、和Mn,此外还有Cr、Mo、Fe、Ni、V等。最常用的钴盐是水溶性的乙酸钴、油溶性的油酸钴、环烷酸钴等。其用量一般是被氧化物的百分之几到万分之几。被氧化物结构:活性规律是:叔CH仲CH伯CH 链终止剂:酚类、胺类、醌类和烯烃等,应用实例:对硝基苯乙酮的合成(氯霉素中间体),工艺过程原料加入氧化塔,通压缩空气。升温激发反应。反应激发并放热。通水降温,分水,稍冷,将物料放出。加碱中和,冷却析晶。过滤,水洗,干燥,得产品。对硝基苯甲酸钠溶液经酸化处理后,得副产物。,反应条件及影响因素,催化剂:采用乙酸锰和硬脂酸钴,要防止苯胺、酚类、铁盐造成催化剂中毒。反应温度:反应激发时需供给热能产生游离基。激发后
5、,适当降低反应温度。反应压力:用空气氧化法时,适当增加压力可提高反应速率,增加反应收率。,2,6-二叔丁基对苯醌的合成,工艺过程:反应釜中加入原料,升温,加催化剂,鼓入氧气。氧气不再吸收时,停止反应。降温,倒入碎冰和盐酸混合物中,搅拌,沉淀,抽滤。滤饼用盐酸和水冲洗,直至颜色呈黄色,抽滤,干燥。产品水蒸气蒸馏,接收产品。蒸馏完毕,抽滤,乙醇重结晶,抽滤,干燥,即得产品。,二、气相催化氧化,连续化生产 优点:反应速度快,生产能力大,工艺简单;采用空气或氧气作氧化剂,成本低,来源广;无需溶剂,对设备无腐蚀。缺点:选择适宜的性能优良的催化剂比较困难;反应温度高,要求原料和氧化产物在反应条件下热稳定性
6、好;传热效率低,反应热不易及时移出,需要强化传热。,二、气相催化氧化,反应过程:反应物在催化剂表面扩散;反应物在催化剂表面吸附;被吸附的反应物发生氧化反应,并释放出热量;氧化产物自催化剂表面脱附;脱附的产物由催化剂表面扩散到流动相并带走热量。,二、气相催化氧化,常用的金属催化剂有:Ag、Pt、Pd等;常用的金属氧物催化剂有:V2O5、MoO3、Fe2O3、WO3、Sb2O3、SeO2、Cu2O等。单独使用一种氧化物或几种氧化物复合均可。V2O5是常用的催化剂。,二、气相催化氧化,气相催化氧化由于反应热效应巨大,对反应器的传热要求严格,所以采用的反应器必需能够及时移走反应热,并控制适宜的反应温度
7、,避免局部过热。工业上常用列管式固定床反应器和流化床反应器。,应用实例,邻苯二甲酸酐的合成 由邻二甲苯为原料经气相催化氧化法生产。采用V2O5为催化剂,反应温度为375460,邻二甲苯浓度为4060g/m3,进料空速20003000h-1,苯酐选择性以邻二甲苯计为78%。,生产工艺流程图,糠酸的合成,工业生产中,鉴于氧化银价格贵,采用含有氧化铜的氧化银作催化剂,通入空气进行。反应中,氧化银起氧化作用后被还原成银,银接着被氧化铜氧化再生成氧化银,而被还原生成的氧化亚铜由空气氧化再生成氧化铜。这样氧化银可重复使用,节省了银。,三、催化脱氢,脱氢催化剂:过渡金属,如铂、钯、铑等。催化脱氢常在高温中进
8、行,可用被脱氢物的蒸气通过300-350 的催化剂;也可在催化剂存在下于高沸点溶剂中回流加热。常用的高沸点溶剂有:对甲基异丙基苯、硝基苯、十氢萘等。,应用:乙苯脱氢制苯乙烯,将新鲜乙苯于回收循环乙苯混合后,与过热蒸汽一起进入两个串连的固定床脱氢反应器,控制反应温度550650。Fe2O3为主催化剂,CrO3、Cu2O等助催化剂涂于氧化铁、碳酸钾等载体上,投料比水蒸气:乙苯=23:1(质量)。反应所得气体混合物经冷凝、油水分离、单塔分离和精制,得苯乙烯。,第二讲,学习目标,掌握常用的化学氧化剂的应用范围与使用方法。化学氧化剂众多,学会举一反三。,第二节 化学氧化法,锰化合物氧化剂 铬化合物氧化剂
9、 过氧化物氧化剂 含卤氧化剂 其他氧化剂,一、锰化合物氧化剂,1高锰酸钾氧化反应通常在水中进行,若被氧化物难溶于水,可用丙酮、吡啶、冰乙酸等有机溶剂。,1高锰酸钾,(1)氧化烯烃适合于不饱和酸的全羟基化,得顺式1,2-二醇,收率高。,1高锰酸钾,(2)氧化醇在碱性条件下,高锰酸钾氧化伯醇成酸,产品单一。当氧化所生成酮的羰基-碳原子上没有氢时,用高锰酸盐氧化,可得较高收率的酮。,1高锰酸钾,(3)氧化芳烃侧链,应用实例:邻氯苯甲酸的合成,反应釜中加入原料,升温,回流状态搅拌反应。蒸馏,剩余液抽滤热水洗涤滤饼,合并,加热蒸去部分水,加活性炭脱色,过滤滤液酸化,冷却,过滤,少量水洗涤固体,甩干,干燥
10、即得产品。,邻氯苯甲酸的生产流程,2活性二氧化锰,新鲜制备的MnO2该反应条件温和,常在室温下进行;若反应缓慢,可加热回流,收率均较高。常用的溶剂有水、苯、石油醚、氯仿、二氯甲烷、乙醚、丙酮等。反应时,将活性MnO2悬浮于溶液中,加入要氧化的醇,室温下搅拌,过滤,浓缩即可。活性MnO2氧化不饱和醇成不饱和醛、酮,氧化时双键构型不受影响。,2活性二氧化锰,2活性二氧化锰,二、铬化合物氧化剂,1铬酸 2CrO3-呲啶配合物及Collins试剂 3CrO3-Ac2O(乙铬混酐)4.铬酰氯,1铬酸,(1)氧化醇铬酸氧化仲醇生成酮比由伯醇制备醛的收率好,尤其适用于一些水溶度较小的酮的制备;若加入Mn2+
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 管理员 第一 ppt 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4955009.html