美罗培南加氢反应体系的热力学计算和分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Peisheng method), including critical parameters, standard generation heat, standard generation Gibbs free energy,
heat capacity, etc. Based on the basic principle of thermodynamics and the estimated properties, the reaction
收稿日期：2020-08-21
修回日期：2020-10-23
通信作者：郭学锋(1973—)，男，教授，guoxf@；张志炳(1955—)，男，教授，zbzhang@
第一作者：刘祖虎(1986—)，男，博士研究生，高级工程师，注册化工工程师，liuzuhu@
CIESC Journal , 2021, 72(4): 1863-1873
化工学报 2021 年 第 72 卷 第 4 期 |
DOI：10.11949/0438-1157.20201199
化工数据
美罗培南加氢反应体系的热力学计算和分析
基金项目：国家自然科学基金项目(21773112)；中央高校基础研究基金项目
引用本文：刘祖虎, 胡兴邦, 陈善勇, 李国祥, 郭学锋, 张志炳 . 美罗培南加氢反应体系的热力学计算和分析[J]. 化工学报, 2021, 72(4): 18631873
drugs for treatment of COVID -19. Meropenem hydrogenation can be achieved via two processes:one-pot reaction
and two-step process. This paper investigated the involved technical processes. Since most physical properties of
可着重考虑采用降低操作温度，及时移出反应产物等方式推动缩合反应向正反应方向进行。热力学理论计算与
实际情况吻合较好。一锅法在热力学上优于两步法，但需要解决催化剂易中毒问题。将抗中毒的包围型催化剂
与微界面反应强化技术结合优化一锅法加氢过程是对美罗培南加氢反应技术升级一个值得探索的方向。
关键词： 美罗培南；加氢；热力学性质；物性估算；基团贡献；化学反应器
the chemicals in meropenem hydrogenation reaction cannot be obtained from handbook, we estimate the properties
of these chemicals by the group contribution method (Joback method, Constantinous method, Benson method & Ma
应的一锅法和两步法工艺过程，利用基团贡献法估算反应体系中各组分的物性，包括临界参数、标准摩尔生成
焓、标准摩尔熵、比热容等。利用热力学基本原理，计算美罗培南加氢标准摩尔反应 Gibbs 自由能和平衡常数。结果表明，美罗培南加氢反应是放热反应，且放热量较大，降低操
作温度有利于反应向热力学有利的方向进行；加氢反应是较容易进行的，缩合反应的平衡常数远小于加氢反应；
刘祖虎 1，2，胡兴邦 1，陈善勇 1，李国祥 3，郭学锋 1，张志炳 1，4
（1 南京大学化学化工学院，江苏 南京 210023； 2 南京方淮化工科技有限公司，江苏 南京 210023；
3
新乡海滨药业有限公司，河南 新乡 453000； 4 南京延长反应技术研究院，江苏 南京 210047）
摘要： 美罗培南是一种广谱、高效、安全的抗生素，也是治疗新冠肺炎的临床药物之一。研究美罗培南加氢反
中图分类号： TQ 013.1
文献标志码： A
文章编号： 0438-1157 （2021） 04-1863-11
Thermodynamic calculation and analysis of meropenem hydrogenation
reaction system
LIU Zuhu1,2, HU Xingbang1, CHEN Shanyong1, LI Guoxiang3, GUO Xuefeng1, ZHANG Zhibing1,4
453000, Henan, China; 4 Nanjing Institute of Microinterface Technology, Nanjing 210047, Jiangsu, China)
Abstract: Meropenem is an effective and safe antibiotic with high clinical value and is also one of the candidate
enthalpy change, Gibbs free energy and reaction equilibrium constant in the standard condition and different
temperatures (273—323 K) were calculated. The results indicated that meropenem hydrogenation was an
(1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, Jiangsu, China; 2 Nanjing Fanghuai
Chemical Technology Co., Ltd., Nanjing 210023, Jiangsu, China; 3 Xinxiang Haibin Pharmaceutical Co., Ltd., Xinxiang
heat capacity, etc. Based on the basic principle of thermodynamics and the estimated properties, the reaction
收稿日期：2020-08-21
修回日期：2020-10-23
通信作者：郭学锋(1973—)，男，教授，guoxf@；张志炳(1955—)，男，教授，zbzhang@
第一作者：刘祖虎(1986—)，男，博士研究生，高级工程师，注册化工工程师，liuzuhu@
CIESC Journal , 2021, 72(4): 1863-1873
化工学报 2021 年 第 72 卷 第 4 期 |
DOI：10.11949/0438-1157.20201199
化工数据
美罗培南加氢反应体系的热力学计算和分析
基金项目：国家自然科学基金项目(21773112)；中央高校基础研究基金项目
引用本文：刘祖虎, 胡兴邦, 陈善勇, 李国祥, 郭学锋, 张志炳 . 美罗培南加氢反应体系的热力学计算和分析[J]. 化工学报, 2021, 72(4): 18631873
drugs for treatment of COVID -19. Meropenem hydrogenation can be achieved via two processes:one-pot reaction
and two-step process. This paper investigated the involved technical processes. Since most physical properties of
可着重考虑采用降低操作温度，及时移出反应产物等方式推动缩合反应向正反应方向进行。热力学理论计算与
实际情况吻合较好。一锅法在热力学上优于两步法，但需要解决催化剂易中毒问题。将抗中毒的包围型催化剂
与微界面反应强化技术结合优化一锅法加氢过程是对美罗培南加氢反应技术升级一个值得探索的方向。
关键词： 美罗培南；加氢；热力学性质；物性估算；基团贡献；化学反应器
the chemicals in meropenem hydrogenation reaction cannot be obtained from handbook, we estimate the properties
of these chemicals by the group contribution method (Joback method, Constantinous method, Benson method & Ma
应的一锅法和两步法工艺过程，利用基团贡献法估算反应体系中各组分的物性，包括临界参数、标准摩尔生成
焓、标准摩尔熵、比热容等。利用热力学基本原理，计算美罗培南加氢标准摩尔反应 Gibbs 自由能和平衡常数。结果表明，美罗培南加氢反应是放热反应，且放热量较大，降低操
作温度有利于反应向热力学有利的方向进行；加氢反应是较容易进行的，缩合反应的平衡常数远小于加氢反应；
刘祖虎 1，2，胡兴邦 1，陈善勇 1，李国祥 3，郭学锋 1，张志炳 1，4
（1 南京大学化学化工学院，江苏 南京 210023； 2 南京方淮化工科技有限公司，江苏 南京 210023；
3
新乡海滨药业有限公司，河南 新乡 453000； 4 南京延长反应技术研究院，江苏 南京 210047）
摘要： 美罗培南是一种广谱、高效、安全的抗生素，也是治疗新冠肺炎的临床药物之一。研究美罗培南加氢反
中图分类号： TQ 013.1
文献标志码： A
文章编号： 0438-1157 （2021） 04-1863-11
Thermodynamic calculation and analysis of meropenem hydrogenation
reaction system
LIU Zuhu1,2, HU Xingbang1, CHEN Shanyong1, LI Guoxiang3, GUO Xuefeng1, ZHANG Zhibing1,4
453000, Henan, China; 4 Nanjing Institute of Microinterface Technology, Nanjing 210047, Jiangsu, China)
Abstract: Meropenem is an effective and safe antibiotic with high clinical value and is also one of the candidate
enthalpy change, Gibbs free energy and reaction equilibrium constant in the standard condition and different
temperatures (273—323 K) were calculated. The results indicated that meropenem hydrogenation was an
(1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, Jiangsu, China; 2 Nanjing Fanghuai
Chemical Technology Co., Ltd., Nanjing 210023, Jiangsu, China; 3 Xinxiang Haibin Pharmaceutical Co., Ltd., Xinxiang