鹽酸西曲酸酯生產(chǎn)中鈀碳循環(huán)使用的研究

宋宜志，戴 華

(湖南洞庭藥業(yè)股份有限公司，湖南 常德 415001)

鹽酸西曲酸酯生產(chǎn)中鈀碳循環(huán)使用的研究

宋宜志，戴 華

(湖南洞庭藥業(yè)股份有限公司，湖南 常德 415001)

目的探索鹽酸西曲酸酯生產(chǎn)中失活鈀碳的活化方法。方法將失活鈀碳用2 N鹽酸浸泡，經(jīng)甲醇回流后過濾，室溫放置5 d。結(jié)果活化后的鈀碳吸氫速度和吸氫量與新制備鈀碳相當(dāng)，可循環(huán)使用300余次。結(jié)論此方法用于鹽酸西曲酸酯生產(chǎn)，能最大程度地延長(zhǎng)鈀碳使用壽命，節(jié)約了成本。

鹽酸西曲酸酯鈀炭;催化劑;失活;活化

鹽酸西曲酸酯主要用于急性胃性、慢性胃炎的活動(dòng)期及胃潰瘍的治療[1]。鹽酸西曲酸酯合成路線較多，本方法以氨甲環(huán)酸為起始原料，經(jīng)兩次成酯，鈀碳催化氫化，再經(jīng)堿化后成鹽即得。工業(yè)生產(chǎn)中，由于使用了氯化亞砜，容易使鈀碳催化劑失活，生產(chǎn)能力下降，成本上升。結(jié)合文獻(xiàn)[2－3]和專利[4]，通過大量試驗(yàn)研究所建立的本方法，無(wú)需高溫、高壓即可活化催化劑，使其活性與新制備的催化劑相當(dāng)，且操作簡(jiǎn)單。

1 儀器與試藥

500 mL三頸瓶;250 mL燒杯;玻璃皿;電磁攪拌器。鹽酸(長(zhǎng)沙精良高純?cè)噭S，分析純，批號(hào)為HG1102064);純化水(反滲透法制備);甲醇(新龍化工公司，批號(hào)為HG1102114)。

2 方法與結(jié)果

2.1 鈀碳催化機(jī)理及失活原因分析

鈀碳是微晶型催化劑，金屬鈀以微晶方式分布在有許多細(xì)微皺褶和孔隙的活性炭表面。其催化氫化的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)屬擴(kuò)散控制。其反應(yīng)過程為，雙酯中間體與H2從溶液中向催化劑表面擴(kuò)散吸附，被鈀活化并進(jìn)行反應(yīng)，生成物從催化劑表面脫解吸附后擴(kuò)散到溶液中，反應(yīng)方程式如下。

據(jù)報(bào)道[3]，鈀碳正常使用過程中活性下降的主要原因包括鈀晶粒長(zhǎng)大，鈀流失過多，比表面下降，微孔堵塞等;非正常失活情況包括鈀中毒，沉積失覆蓋，催化劑的磨損和破碎。其中，燒結(jié)是鈀晶粒長(zhǎng)大的原因，反應(yīng)溫度及許多金屬(如Fe，Ni，Al等)和非金屬(Cl，P等)均能引起燒結(jié)而使催化劑失活。表1為鈀碳失活原因的X射線光電子能譜(XPS)分析[5]，新制備的鈀碳平均粒徑為40～65 ?，當(dāng)鈀微晶因各種原因燒結(jié)成長(zhǎng)到粒徑為150 ?以上時(shí)則失去活性[3]。張偉紅等[6]用X光微區(qū)分析催化劑表面沉積的元素組成，證明原料中的雜質(zhì)、設(shè)備的腐蝕及體系中的離子均會(huì)沉積在鈀碳催化劑表面，致其活性下降。

表1 XPS分析的鈀晶體大小及微晶含量

綜上所述，本生產(chǎn)路線鈀碳失活的主要原因?yàn)殁Z晶粒的長(zhǎng)大和雜質(zhì)的沉積。

2.2 失活鈀碳的處理

將工業(yè)化生產(chǎn)中失活的鈀碳，經(jīng)相應(yīng)的工藝用溶劑回流過濾后干燥，用5倍量(W/V)2 N鹽酸常溫?cái)嚢? h，靜置4 h后過濾，濾餅用純化水洗滌至中性(pH=7)，抽干，低溫減壓干燥，用12倍量(W/V)甲醇回流1 h，稍降溫?zé)釣V，用純化水洗滌至濾液無(wú)色，抽干，置搪瓷托盤中，自然晾干，間隙翻動(dòng)。24 h后試驗(yàn)表明其活性部分恢復(fù)，5 d后試驗(yàn)表明其活性與新制備的鈀碳活性相當(dāng)。

2.3 活化鈀碳應(yīng)用情況

將中間體、甲醇加入到1 000 mL氫化瓶中，加熱攪拌溶解，于40～50℃條件下加入活化后的鈀碳及純化水，維持上述溫度，按常壓氫化操作規(guī)程進(jìn)行氫化反應(yīng)，吸氫至理論量(2 700 mL)后再維持20 min。得到的成品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，收率穩(wěn)定。

2.4 生產(chǎn)應(yīng)用及結(jié)果

生產(chǎn)用氫化裝置為300 L搪玻反應(yīng)罐，投入中間體20 kg，加入甲醇、活化鈀碳和純化水后，按常壓氫化操作規(guī)程進(jìn)行氫化反應(yīng)，每批耗時(shí)約1 h出料，循環(huán)使用3批料后，活性有所下降，需用甲醇回流1次后再使用。循環(huán)使用5～6批料后，按上述方法活化，共可循環(huán)使用約300次。

3 討論

新鈀碳采用氯化鈀自行制備，制備方法和過程處理對(duì)保證鈀碳的活性及活化套用次數(shù)至關(guān)重要;中間體制備中帶有硫化物及許多其他雜質(zhì)，須經(jīng)嚴(yán)格的預(yù)處理才能進(jìn)行氫化，否則催化劑中毒后難以恢復(fù);此外，應(yīng)規(guī)范加氫反應(yīng)的操作，嚴(yán)格進(jìn)行氫化前處理，否則會(huì)減少鈀碳套用次數(shù)。本方法簡(jiǎn)單易行，無(wú)需特殊設(shè)備或高溫高壓條件，活化鈀碳的活性相當(dāng)于新制備鈀碳，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了效率。

[1]姚 瑤，唐旭峰，謝 亮，等.鹽酸西曲酸酯的合成方法研究[J].中國(guó)制藥信息，1998，14(4):21 －22.

[2]張卓絕，王振新.Pd/C催化劑失活原因及探討[J].聚酯工業(yè)，2001，14(6):5 －8，44.

[3]陳筱金.Pd/C催化劑失活原因與改進(jìn)措施[J].化學(xué)反應(yīng)工程與工藝，2002，18(3):275 －278.

[4]汪 洋.一種失活鈀/碳催化劑的再活化方法:中國(guó)，ZL20071002062 6.9[P].2007－08－29.

[5]張永福.Pd/C催化劑失活原因的XPS分析[J].金山油化纖，1994，13(4):12－17.

[6]張偉紅，韓淑梅，王海濤，等.EDS表面分析研究Pd/C催化劑的失活原因[J].山東化工，1999，1(5):14－16.

TQ460.6;R975

A

1006－4931(2012)12－0037－02

宋宜志(1965－)，大學(xué)本科，工程師，主要從事化學(xué)原料藥的生產(chǎn)合成及研究工作;戴華，大學(xué)本科，工程師，主要從事藥物的分析檢驗(yàn)工作，本文通訊作者，(電子信箱)501768300@qq.com。

2011－06－17;

2011－11－06)