Полуавтоматический реактор непрерывного гидрирования серии H-FLOW-10 SE

Амины являются основными компонентами биологически активных соединений, природных продуктов, лекарственных препаратов и функциональных материалов. Каталитическое гидрирование нитрильных соединений в соответствующие амины представляет собой экологически чистый и эффективный метод производства.
По сравнению с гетерогенными металл-катализируемыми периодическими реакциями под высоким давлением водорода, проточный синтез с использованием гетерогенных металлических катализаторов позволяет достичь более высокой эффективности и производительности катализатора, а также значительно повысить безопасность практического применения. Кроме того, развитие многоразового использования возобновляемых биоматериалов, особенно при создании биоразлагаемых катализаторов, является крайне востребованным направлением.

В данной работе передовая методика проточного синтеза была использована для получения первичных аминов путем каталитического гидрирования нитрилов с применением биоразлагаемого хитозанового Co@CS гетерогенного катализатора. Исследовалось влияние температуры, давления, концентрации аммиака и скорости потока жидкости на протекание реакции. В оптимальных условиях конверсия бензонитрила (BN) превысила 99%, а селективность образования бензиламина (BA) составила более 99%.

Синтезированный графен-инкапсулированный кобальтовый катализатор на основе хитозана был протестирован в течение длительного времени для подтверждения стабильности Co@CS катализатора. Эксперименты с различными ароматическими нитрилами показали высокие выходы первичных аминов. Благодаря превосходным массо- и теплопереносимым свойствам, система для потокового химического синтеза H-Flow предлагает эффективный путь для крупномасштабного синтеза первичных аминов из биомассы в промышленном производстве.

Несмотря на широкое использование благородных металлов (палладия, платины, иридия) в реакциях гидрирования, высокоселективное полугидрирование терминальных алкинов в терминальные алкены с использованием доступных переходных металлов остается малоизученным и сложным процессом. В данной работе представлен высокоселективный и экономически эффективный метод полугидрирования терминальных алкинов с помощью нового катализатора Ni@N/C, инкапсулированного в графеновый слой.

Инкапсуляция наночастиц никеля в графеновый слой предотвращает выщелачивание металла и повышает стабильность катализатора. Сильное взаимодействие азота с наночастицами Ni регулирует их активность, обеспечивая селективное полугидрирование терминальных алкинов. Субстраты с нефункционализированными и функционализированными заместителями, а также чувствительными функциональными группами (алкенами, кетонами), которые обычно сложно гидрировать, были успешно преобразованы с высокой конверсией (до 99%) и селективностью (до 99%) в оптимальных условиях реакции.