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工业规模的不对称氢化
作者：SYMMETRIC CATALYSIS ON INDUSTRIAL
SCALE
H.U.Blaser
瑞士
E.Schmidt
瑞士
施小新
冀亚飞
邓卫平
译
邓卫平
校
文章位于51到65.页。该文章部分的披露了回路反应器用于不对称加氢的案例。
3.4
亚胺的氢化反应：工艺技术
一旦人们找到并确认了一种符合所需性能的催化剂体系，那么就会将注意力转向寻找一种工业上可行的综合工艺。在异丙甲草胺外消旋体的现行生产工艺中，人们已经确立了甲氧基丙酮和2-甲基-6-乙基-苯胺的工业制备方法以及氯乙酰化步骤。
3.4.1工艺开发的策略
对于强化（S）-NAA的生产，最初工艺中的还原烷基化步骤必须被缩合反应、亚胺的分离、纯化过程以及随后高压(80bar,50℃)的均相不对称氢化反应所取代。正如以上所罗列的那样，已经开发出了一种催化体系，能满足使工艺进行大量生产的最低要求：底物与催化剂的比率（s/c）>100000,完成转化率>99%、对映选择性≧80%时所需反应时间<8h,所选择的催化剂体系是一个含四种成分的混合物：二聚铱环辛二烯配合物[Ir(cod)Cl]2、xylipho配体、在该阶段上以四丁基碘化胺为碘化物来源、以醋酸为首选酸。在工艺过程的开发期间，我们进行了最优化过程，得到了一个更简单的催化剂体系，只含有三种成分，即使用HI既作为碘化物的来源又作为质子来源。由于开发既定工艺的时间有限，我们决定尽量少改变参数，并且将开发工作集中于以下主题上：原料的纯度要求、催化剂配方、配体合成、检测程序、催化剂的分离和反应器设计。
以上为世界著名农药企业先正达使用回路反应器现场
3.4.2达到质量要求的MEA(2-甲基-6-乙基苯胺)-亚胺的生产（略）
3.4.3配体合成的放大
（略）
3.4.4铱-催化剂配方的细微优化（略）
3.4.5反应釜技术的选择
实验室实验表明，MEA亚胺氢化反应的对映选择性的主要影响因素为反应温度，而氢气压力仅对反应速率有显著影响。在小规模实验中，我们确定反应速率和反应选择性与50℃和80bar下达最佳值。由于在这些反应条件下，最初时间内就能完成多余70%的反应，因此，只能使用外部的热交换器来控制反应温度。因此，对于最佳质量转移和最佳热转移，循环式反应器（见图12）是最好的选择。在该工艺中，热转换器将反应混合物泵入反应器中，途经一个喷嘴，而将氢气加入反应溶液中也是经过该喷嘴的，这样既能很好地记性混合又能利用适当的交换表面。
3.4.6
规模放大到高压釜生产
将反应从实验室规模放大为生产规模的放大倍数为>10000。用于筛选和最优化的实验室实验是在50ml到1L的高压釜中进行的。由于所需催化剂的量小，氢化反应对原料中杂质的高敏感性，使得实验结果的再现性成为一个关键因子，并且对于技术人员的实验技能也是一个巨大考验，在小规模试验阶段中，我们获得了关于设计新型生产设备的宝贵经验。在有些情况中，我们在试验工厂中获得的结果比在实验室中获得的要好得多；如果没有这些试验，我们是不可能发现液态催化剂体系高性能的。在最优条件下，将所有催化剂的数量大大降低，至底物与催化剂的摩尔比率为2000000，是可能的。实验证明这种新型、易于使用的催化剂溶液，其性能卓越，并且将对映选择性氢化反应推向了一个新境界。在这些研究之中，使用及时的NIR(近红外线)和旋光分析仪对于监测对映选择性反应的转化率和选择性是很有帮助的。
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