有机化学 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (5): 1445-1457.DOI: 10.6023/cjoc202310006 上一篇 下一篇
综述与进展
收稿日期:
2023-10-07
修回日期:
2023-11-23
发布日期:
2023-12-28
基金资助:
Siyi Mia, Longlong Mab, Jianguo Liub()
Received:
2023-10-07
Revised:
2023-11-23
Published:
2023-12-28
Contact:
*E-mail: Supported by:
文章分享
流动氢化技术是合成制备精细化学品的重要手段, 在制备药物中间体及生产高值化学品方面占比极大. 非均相催化氢化法具有优良的经济环保性, 通过使用负载型催化剂能有效减少污染物排放, 提高底物转化率以及选择性. 详细介绍了按催化剂负载方式分类的微反应器类型以及常用的固体催化剂, 阐述了连续流技术在不同官能团催化氢化领域中取得的进展. 在此基础上概述了作为十大新兴化学技术之一的流动化学, 在催化加氢应用上具有极大远景, 连续、自动化和智能化技术是制药和化学工业的未来.
密思怡, 马隆龙, 刘建国. 连续流选择性加氢技术研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(5): 1445-1457.
Siyi Mi, Longlong Ma, Jianguo Liu. Research Progress of Continuous Flow Selective Hydrogenation Technology[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2024, 44(5): 1445-1457.
[1] |
Chen, Z. J.; Chen, J. Y.; Li, Y. W. Chin. J. Catal. 2017, 38, 1108.
|
[2] |
Zhang, L.-L.; Zhou, M. X.; Wang, A. Q.; Zhang, T. Chem. Rev. 2020, 120, 683.
|
[3] |
Yu, T.; Jiao, J.; Song, P. D.; Nie, W. Z.; Yi, C. H.; Zhang, Q.; Li, P. F. ChemSusChem 2020, 13, 2876.
|
[4] |
Fanelli, F.; Parisi, G.; Degennaro, L.; Luisi, R. Beilstein J. Org. Chem. 2017, 13, 520.
doi: 10.3762/bjoc.13.51 pmid: 28405232 |
[5] |
Coyle, E.-E.; Oelgemöller, M. Photochem. Photobiol. Sci. 2008, 7, 1313.
|
[6] |
Munirathinam, R.; Huskens, J.; Verboom, W. Adv. Synth. Catal. 2015, 357, 1093.
|
[7] |
Chinnusamy, T.; Yudha, S.-S.; Hager, M.; Kreitmeier, P.; Reiser, O. ChemSusChem 2012, 5, 247.
|
[8] |
Colella, M.; Carlucci, C.; Luisi, R. Top. Curr. Chem. 2018, 376, 46.
|
[9] |
Yoshida, J.; Kim, H.; Nagaki, A. ChemSusChem 2011, 4, 331.
|
[10] |
Shang, M. J.; Noël, T.; Su, Y. H.; Hessel, V. Ind. Eng. Chem. Res. 2016, 55, 2669.
|
[11] |
Zhao, D. B.; Ding, K. L. ACS Catal. 2013, 3, 928.
|
[12] |
Karim, A.; Bravo, J.; Gorm, D.; Conant, T.; Datye, A. Catal. Today 2005, 110, 86.
|
[13] |
Zhang, J. H.; Yin, J. B.; Duan, X. N.; Zhang, C. H.; Zhang, J. S. J. Catal. 2023, 420, 89.
|
[14] |
Viklund, C.; Svec, F.; Fréchet, J. M. J.; Irgum, K. Chem. Mater. 1996, 8, 744.
|
[15] |
Walsh, Z.; Paull, B.; Macka, M. Anal. Chim. Acta 2012, 750, 28.
|
[16] |
Kirschning, A.; Solodenko, W.; Mennecke, K. Chem.-Eur. J. 2006, 12, 5972.
pmid: 16832800 |
[17] |
Sachse, A.; Galarneau, A.; Coq, B.; Fajula, F. New J. Chem. 2011, 35, 259.
|
[18] |
Kieviet, B. D.; Schön, P. M.; Vancso, G. J. Lab Chip 2014, 14, 4159.
|
[19] |
Avril, A.; Hornung, C. H.; Urban, A.; Fraser, D.; Horne, M.; Veder, J. P.; Tsanaktsidis, J.; Rodopoulos, T.; Henry, C.; Gunasegaram, D. R. React. Chem. Eng. 2017, 2, 180.
|
[20] |
Hornung, C. H.; Nguyen, X.; Carafa, A.; Gardiner, J.; Urban, A.; Fraser, D.; Horne, M. D.; Gunasegaram, D. R.; Tsanaktsidis, J. Org. Process Res. Dev. 2017, 21, 1311.
|
[21] |
Kundra, M.; Zhu, Y. T.; Nguyen, X.; Fraser, D.; Hornung, C. H.; Tsanaktsidis, J. React. Chem. Eng. 2022, 7, 284.
|
[22] |
Lan, X. C.; Wang, T. F. ACS Catal. 2020, 10, 2764.
|
[23] |
Arnold, H.; Döbert, F.; Gaube, J. In Selective Hydrogenation of Hydrocarbons, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2008, p. 3266.
|
[24] |
Polidoro, D.; Selva, M.; Luque, R. ChemSusChem 2023, 16, e202300318.
|
[25] |
Zhuang, X. Z.; Liu, J. G.; Zhong, S. R.; Ma, L.-L. Sustainable Chem. Pharm. 2022, 29, 100769.
|
[26] |
Audemar, M.; Wang, Y. T.; Zhao, D. Y.; Royer, S.; Jérôme, F.; Len, C.; De Oliveira Vigier, K. Energies 2020, 13, 1002.
|
[27] |
Xu, J. M.; Cui, Q.-Q.; Xue, T.; Guan, Y. J.; Wu, P. ACS Omega 2020, 5, 30257.
|
[28] |
Wang, W. Y.; Wang, Q.; Chu, Y.-Y.; Qi, G. D.; Li, S. H.; Xu, J.; Deng, F. J. Phys. Chem. C 2021, 125, 17144.
|
[29] |
Viar, N.; Requies, J. M.; Agirre, I.; Iriondo, A.; García-Sancho, C.; Arias, P. L. Energy 2022, 255, 124437.
|
[30] |
Kalong, M.; Srifa, A.; Ratchahat, S.; Koo-amornpattana, W.; Poo-arporn, Y.; Limphirat, W.; Khemthong, P.; Assabumrungrat, S.; Tomishige, K.; Kawi, S. Sustainable Energy Fuels 2023, 7, 934.
|
[31] |
Anastas, P. T.; Kirchhoff, M.-M. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 686.
|
[32] |
Nie, R. F.; Tao, Y. W.; Nie, Y. Q.; Lu, T. L.; Wang, J. S.; Zhang, Y. S.; Lu, X. Y.; Xu, C.-C. ACS Catal. 2021, 11, 1071.
|
[33] |
Ma, C.; Huang, M.-M.; Yin, J. B.; Lou, F. Y.; Zhang, J. S. Chem. Eng. Sci. 2022, 251, 117477.
|
[34] |
Wang, N.; Liu, J. G.; Li, X. J.; Ma, L.-L. Catal. Commun. 2023, 175, 106620.
|
[35] |
Yuan, Q.-Q.; Zhang, D. M.; Haandel, L. V.; Ye, F. Y.; Xue, T.; Hensen, E. J. M.; Guan, Y. J. J. Mol. Catal. A: Chem. 2015, 406, 58.
|
[36] |
Maxted, E. B.; Moon, K. L.; Overgage, E. Discuss. Faraday Soc. 1950, 8, 135.
|
[37] |
Popov, Y. V.; Mokhov, V. M.; Nebykov, D. N.; Latyshova, S. E.; Shcherbakova, K. V.; Panov, A. O. Kinet. Catal. 2018, 59, 444.
|
[38] |
Carrales-Alvarado, D. H.; Dongil, A. B.; Guerrero-Ruiz, A.; Rodríguez-Ramos, I. Chem. Commun. 2021, 57, 6479.
|
[39] |
Guicheret, B.; Vanoye, L.; Rivera-Carcamo, C.; de Bellefon, C.; Serp, P.; Philippe, R.; Favre-Reguillon, A. ChemSusChem 2022, 15, e202200916.
|
[40] |
Phillips, J. M.; Ahamed, M.; Duan, X. F.; Lamb, R. N.; Qu, X. L.; Zheng, K.; Zou, J.; Chalker, J. M.; Raston, C. L. ACS Appl. Bio Mater. 2019, 2, 488.
doi: 10.1021/acsabm.8b00678 pmid: 35016312 |
[41] |
Moore, J. C.; Howie, R. A.; Bourne, S. L.; Jenkins, G. N.; Licence, P.; Poliakoff, M.; George, M. W. ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 16814.
|
[42] |
Irfan, M.; Glasnov, T. N.; Kappe, C. O. ChemSusChem 2011, 4, 300.
|
[43] |
Chaparro, S.; Martinez, J. J.; Rojas, H. A.; Pineda, A.; Luque, R. Catal. Today 2021, 368, 181.
|
[44] |
Fernández-Ropero, A. J.; Zawadzki, B.; Kowalewski, E.; Pieta, I. S.; Krawczyk, M.; Matus, K.; Lisovytskiy, D.; Śrębowata, A. Catalysts 2021, 11, 501.
|
[45] |
Calcio Gaudino, E.; Manzoli, M.; Carnaroglio, D.; Wu, Z. L.; Grillo, G.; Rotolo, L.; Medlock, J.; Bonrath, W.; Cravotto, G. RSC Adv. 2018, 8, 7029.
|
[46] |
Swamy, A.; Kanakikodi, K. S.; Bakuru, V. R.; Kulkarni, B.-B.; Maradur, S. P.; Kalidindi, S. B. ChemistrySelect 2023, 8, e202203926.
|
[47] |
Bakuru, V. R.; Fazl-Ur-Rahman, K.; Periyasamy, G.; Velaga, B.; Peela, N. R.; Dmello, M. E.; Kanakikodi, K. S.; Maradur, S. P.; Maji, T. K.; Kalidindi, S. B. Catal. Sci. Technol. 2022, 12, 5265.
|
[48] |
Ouyang, W. Y.; Yepez, A.; Romero, A.-A.; Luque, R. Catal. Today 2018, 308, 32.
|
[49] |
Ratthiwal, J.; Lazaro, N.; Pineda, A.; Esposito, R.; Alothman, Z. A.; Reubroycharoen, P.; Luque, R. Catal. Commun. 2023, 177, 106649.
|
[50] |
Ronda-Leal, M.; Osman, S. M.; Won Jang, H.; Shokouhimehr, M.; Romero, A.-A.; Luque, R. Fuel 2023, 333, 126221.
|
[51] |
Chetty, T.; Dasireddy, V. D. B. C.; Friedrich, H. B. Catal. Lett. 2019, 149, 2787.
|
[52] |
Cova, C. M.; Zuliani, A.; Muñoz-Batista, M. J.; Luque, R. Green Chem. 2019, 21, 4712.
|
[53] |
Osako, T.; Torii, K.; Hirata, S.; Uozumi, Y. ACS Catal. 2017, 7, 7371.
|
[54] |
Rodriguez-Padron, D.; Perosa, A.; Longo, L.; Luque, R.; Selva, M. ChemSusChem 2022, 15, e202200503.
|
[55] |
Mhadmhan, S.; Franco, A.; Pineda, A.; Reubroycharoen, P.; Luque, R. ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 14210.
|
[56] |
Molinari, R.; Lavorato, C.; Argurio, P. Chem. Eng. J. 2015, 274, 307.
|
[57] |
Kreissl, H.; Jin, J.; Lin, S.-H.; Schüette, D.; Störtte, S.; Levin, N.; Chaudret, B.; Vorholt, A. J.; Bordet, A.; Leitner, W. Angew. Chem.,Int. Ed. 2021, 60, 26639.
|
[58] |
Lin, S.-S.; Liu, J. G.; Ma, L.-L. React. Chem. Eng. 2022, 7, 1126.
|
[59] |
Heinen, A. W.; Peters, J. A.; Van Bekkum, H. Eur. J. Org. Chem. 2000, 2501.
|
[60] |
Altuğ, C.; Muñoz-Batista, M. J.; Rodríguez-Padrón, D.; Balu, A. M.; Romero, A.-A.; Luque, R. Green Chem. 2019, 21, 300.
|
[61] |
Polidoro, D.; Rodriguez-Padron, D.; Perosa, A.; Luque, R.; Selva, M. Materials (Basel) 2023, 16, 575.
|
[62] |
Yang, H.-H.; Wang, L. G.; Xu, S.; Hui, X.; Cao, Y.; He, P.; Li, Y.; Li, H. Q. Chem. Eng. J. 2022, 431, 133863.
|
[63] |
Sebek, M.; Atia, H.; Steinfeldt, N. J. Flow Chem. 2021, 11, 333.
|
[64] |
Duan, X. N.; Yin, J. B.; Feng, A. X.; Huang, M.-M.; Fu, W. S.; Xu, W. F.; Huang, Z. F.; Zhang, J. S. J. Flow Chem. 2021, 12, 121.
|
[65] |
Chai, K. J.; Shen, R. Q.; Qi, T.-T.; Chen, J. L.; Su, W. K.; Su, A. Processes 2023, 11, 1074.
|
[66] |
Kowalewski, E.; Matus, K.; Gajek, A.; Śrębowata, A. Catalysts 2022, 12, 1062.
|
[67] |
Herzog, B. D.; Smiley, R. A. In Hexamethylenediamine, Wiley-VCH, Weinheim, 2012, p. 2.
|
[68] |
Sharma, D. M.; Punji, B. Chem.-Asian J. 2020, 15, 690.
|
[69] |
Bagal, D. B.; Bhanage, B. M. Adv. Synth. Catal. 2015, 357, 883.
|
[70] |
Konrath, R.; Heutz, F. J. L.; Steinfeldt, N.; Rockstroh, N.; Kamer, P. C. J. Chem. Sci. 2019, 10, 8195.
doi: 10.1039/c9sc01415b pmid: 31857885 |
[71] |
Meszaros, R.; Peng, B. J.; Otvos, S. B.; Yang, S. C.; Fulop, F. ChemPlusChem 2019, 84, 1508.
doi: 10.1002/cplu.201900526 |
[72] |
Yamada, T.; Park, K.; Furugen, C.; Jiang, J.; Shimizu, E.; Ito, N.; Sajiki, H. ChemSusChem 2022, 15, e202102138.
|
[73] |
Nagu, A.; Vasikerappa, K.; Gidyonu, P.; Prathap, C.; Venkata Rao, M.; Rama Rao, K. S.; David Raju, B. Res. Chem. Intermed. 2020, 46, 2669.
|
[74] |
Dempsey, S. D.; Ryan, A.-A.; Smyth, M.; Moody, T. S.; Wharry, S.; Fahey, K.; Beale, A. M.; Mediavilla Madrigal, S.; Dingwall, P.; Rooney, D. W.; Knipe, P. C.; Muldoon, M. J.; Thompson, J. M. React. Chem. Eng. 2023, 8, 1559.
|
[75] |
Wang, P. X.; Peng, Z. P.; Wang, X. P.; Lin, Y.; Hong, H. B.; Chen, F.; Chen, X. K.; Zhang, J. S. Chem. Eng. Sci. 2023, 269, 118460.
|
[76] |
Sartori, G.; Ballini, R.; Bigi, F.; Bosica, G.; Maggi, R.; Righi, P. Chem. Rev. 2004, 104, 199.
|
[77] |
Benson, H.; Bones, K.; Churchill, G.; Ford, G.; Frodsham, L.; Janbon, S.; Millington, F.; Powell, L.; Raw, S. A.; Reid, J.; Stark, A.; Steven, A. Org. Process Res. Dev. 2020, 24, 588.
|
[78] |
Sultane, P. R.; Mete, T. B.; Bhat, R. G. Tetrahedron Lett. 2015, 56, 2067.
|
[79] |
Yamada, T.; Teranishi, W.; Park, K.; Jiang, J.; Tachikawa, T.; Furusato, S.; Sajiki, H. ChemCatChem 2020, 12, 4052.
|
[80] |
Desai, B.; Dallinger, D.; Kappe, C. O. Tetrahedron 2006, 62, 4651.
|
[81] |
Tu, J. C.; Sang, L.; Cheng, H.; Ai, N.; Zhang, J. S. Org. Process Res. Dev. 2019, 24, 59.
|
[82] |
Menti-Platten, M.; Aldrich-Wright, J. R.; Gordon, C. P. Org. Biomol. Chem. 2021, 20, 106.
doi: 10.1039/d1ob02179f pmid: 34897363 |
[83] |
Yamada, T.; Yamamoto, H.; Kawai, K.; Park, K.; Aono, N.; Sajiki, H. Catalysts 2022, 12, 1253.
|
[84] |
Mattellone, A.; Corbisiero, D.; Ferrazzano, L.; Cantelmi, P.; Martelli, G.; Palladino, C.; Tolomelli, A.; Cabri, W. Green Chem. 2023, 25, 2563.
|
[1] | 徐光利, 韩鸿萍, 曹露微, 洪思敏, 海林悦, 崔香. 过渡金属催化1,3-共轭二烯基硼化合物合成研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(5): 1480-1493. |
[2] | 刘晨光. 含氮芳香性杂环化合物的不对称氢化反应研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(5): 1403-1422. |
[3] | 姜晓琳, 王超洋, 武利园, 李跃辉. 含咔唑结构的小分子及聚合物催化二氧化碳转化研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(5): 1423-1444. |
[4] | 孔德亮, 杨萧昂, 赵怡玲, 彭彦博, 朱红平. 硅宾与质子氢分子的氧化加成反应合成硅氢物种[J]. 有机化学, 2024, 44(4): 1311-1318. |
[5] | 侯梦莹, 王爱娥, 黄培强. 硝基化合物均相催化氢化研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(4): 1094-1105. |
[6] | 刘继宇, 李圣玉, 陈款, 朱茵, 张元. 三苯胺功能化有序介孔聚合物作为无金属光催化剂用于二硫化物合成[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 605-612. |
[7] | 冯康博, 陈炯, 古双喜, 王海峰, 陈芬儿. 全连续流反应技术在药物合成中的新进展(2019~2022)[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 378-397. |
[8] | 陈新强, 张敬. 伯醇的脱羟甲基反应的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2711-2719. |
[9] | 周章涛, 王杨, 程冰心, 叶伟平. [RuCl(p-cymene)-(S)-BINAP]Cl催化不对称合成反式-3-氨基-双环[2.2.2]辛烷-2-甲酸乙酯[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2961-2967. |
[10] | 欧世国, 柴瑞瑞, 李家豪, 王大伟, 桑欣欣. 金属-有机框架衍生的植酸铁催化氢转移高效制备2-芳基苯并噁唑[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2934-2945. |
[11] | 王莎, 陈常鹏, 曾小明. 联吡啶配体促进铬催化炔烃的顺式硼氢化反应[J]. 有机化学, 2023, 43(7): 2447-2453. |
[12] | 宋姿洁, 刘俊, 白赢, 厉嘉云, 彭家建. 利用硅氢加成反应催化转化二氧化碳研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 2068-2080. |
[13] | 卢凯, 屈浩琦, 陈樨, 秋慧, 郑晶, 马猛涛. 无催化剂、无溶剂条件下炔烃和烯烃与儿茶酚硼烷的硼氢化反应[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 2197-2205. |
[14] | 褚杨杨, 韩召斌, 丁奎岭. 动力学拆分在过渡金属催化的不对称(转移)氢化中的应用研究[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 1934-1951. |
[15] | 刘双, 邹亮华, 王晓明. 均相钴催化氨硼烷的脱氢及转移氢化反应的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(5): 1713-1725. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||