CN101985434A

CN101985434A - 一种制备烟酸的方法

Info

Publication number: CN101985434A
Application number: CN 201010546003
Authority: CN
Inventors: 朱森阳
Original assignee: ANHUI TIGER BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ANHUI TIGER BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: CN101985434B

Abstract

本发明涉及一种制备烟酸的方法，包括如下步骤：1)以3-甲基吡啶为原料，与浓硫酸反应生成3-甲基吡啶硫酸盐以保护吡啶环；2)以过硫酸铵为氧化剂，加入少量冰乙酸后在反应釜中在110～120℃进行氧化回流生成烟酸硫酸盐；3)用碱调pH值为8，蒸馏出3-甲基吡啶和冰乙酸；4)用酸调节pH值至3～4使烟酸结晶出来，再重结晶即得。本方法反应条件要求不高，避免了强腐蚀性的氧化剂的使用，并避免产生氮氧化物、二氧化锰和三价铬等废弃物，有利于清洁生产，减少三废处理的费用。反应后生成的硫酸铵经电氧化后可再生为过硫酸铵，可以重新利用。

Description

一种制备烟酸的方法

技术领域

本发明涉及有机合成领域，特别是涉及一种制备烟酸的方法。

背景技术

烟酸，又称尼克酸，简称VB₅、V_PP，是一种常见的B族维生素。分子式C₆H₅NO₂，分子量123.11，其外观为白色或类白色结晶性粉末，易溶于碱溶液，溶于沸水或沸乙醇，微溶于水，干燥状态下较稳定。烟酸有促进细胞新陈代谢，扩张血管，包括扩张脑脊髓血管和促使肾充血作用，也有缓解末梢血管痉挛的效果。用于饲料添加剂，可提高饲料蛋白的利用率，提高奶牛产奶量及鱼、鸡、鸭、牛、羊等禽畜肉产量和质量。

在实际生产中，烟酸主要由3-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶为原料，经过氧化生成烟酸。烟酸的生产方法有以下几种：

1、烷基吡啶试剂直接氧化法

1)高价金属盐属盐氧化法

将3-甲基吡啶用高锰酸钾、重铬酸盐等高价金属盐氧化后生成烟酸。此法易控制，但氧化剂价格昂贵，耗量大，成本高，产生较多的废弃物，不适于大规模工业生产。

2)硝酸氧化法

3-甲基吡啶或2-甲基-5-乙基吡啶用硝酸进行液相氧化可制得烟酸。3-甲基吡啶硫酸盐在液相中用硝酸氧化，收率可达84～98％。此法成本低，产品纯度高，有较强的竞争力。但使用硝酸造成设备腐蚀严重，且排出大量氮氧化物，对环境造成一定污染。

2、氨氧化法

3-甲基吡啶或2-甲基-5-乙基吡啶用空气、氨进行气相催化氨氧化，得到烟腈。烟腈进一步水解，可得到烟酰胺或烟酸，收率可达85-90％，此法是工业上生产烟酰胺和烟酸最重要方法。但此法需要在高温高压下进行，设备投资较大，且生成部分有害的氰化物。

3、空气氧化法

该法以空气(或富氧空气)为氧化剂，在水蒸气和钒、钛氧化物催化剂作用下，在260～340℃条件下气相氧化3-甲基吡啶得烟酸。此法由于采用空气作氧化剂，催化剂可长期循环使用，可一步氧化得到烟酸，操作简单，生产成本低，生成有害的废气和废液较少。但此法对设备和催化剂的要求高，设备投资大，催化剂在反应过程中易失活，反应的选择性和收率不太稳定。

4、电氧化法

该法是在装有特定离子交换膜的电解槽内电解3-甲基吡啶溶液，直接氧化成烟酸。此法步骤简单，不需要另加氧化剂或催化剂，杜绝了污染的来源，反应在常温下进行，最后的结晶母液的主要成分为硫酸铵，很少产生污染。但此法仅停留在实验室阶段，大规模生产尚存在一定困难，电氧化的电流效率还待进一步提高。

发明内容

本发明是目的是提供一种简单、对设备要求不高、投资较小的，并产生较少废弃物排放的烟酸制备方法。

本发明提供一种制备烟酸的方法，包括如下步骤：

1)以3-甲基吡啶为原料，与浓硫酸反应生成3-甲基吡啶硫酸盐以保护吡啶环；

2)以过硫酸铵为氧化剂，加入少量冰乙酸后在反应釜中在110～120℃进行氧化回流生成烟酸硫酸盐；

3)用碱调pH值为8，蒸馏出3-甲基吡啶和冰乙酸；

4)用酸调节pH值至3～4使烟酸结晶出来，再重结晶即得。

其中，各原料的重量配比如下：

3-甲基吡啶：10～12％；

浓硫酸：11～15％；过硫酸铵：60～70％；

冰乙酸：8～14％。

步骤1)中，反应温度控制在70～90，反应时间为0.5～1h。

步骤2)中，氧化反应温度为110～120℃，反应时间2～4h。

步骤3)中，调节pH值的碱为氨水。

步骤4)中，调节pH值的酸为质量百分比浓度为5～25％的稀硫酸或盐酸。

具体而言，本发明方法包括如下步骤：

将3-甲基吡啶加入反应釜中，然后将浓硫酸滴加入反应釜中，控制温度在70～90℃，充分反应生成生成3-甲基吡啶硫酸盐后，使温度稳定在80～90℃，加入冰乙酸，然后分批投入过硫酸铵，每隔20min投一批，在4h内投完，使温度控制在110～120℃，投完料后在此温度下回流搅拌反应6h，使之生成烟酸硫酸盐。然后用氨水调节pH值至8，蒸馏，回收3-甲基吡啶，然后加入稀硫酸或盐酸，使烟酸充分结晶出来，直至调整为3～4，过滤出粗烟酸，然后经重结晶提纯后得到烟酸。烟酸的收率可达63.2％，纯度≥99％。

本发明中将常见的氧化剂如硝酸、高锰酸钾、重铬酸盐变更为较为廉价的过硫酸铵，反应产物为烟酸和硫酸铵。过硫酸铵是含有S₂O₈ ^2-离子，标准氧化还原电极电位为2.01，具有很强的氧化性。与30％的双氧水相比，过硫酸铵、吡啶硫酸盐与冰乙酸的混合物浓度较高，有利于氧化反应的进行。且生成的硫酸铵溶解度较大，有利于产物烟酸的结晶分离。

本方法反应条件要求不高，避免了强腐蚀性的氧化剂的使用，并避免产生氮氧化物、二氧化锰和三价铬等废弃物，有利于清洁生产，减少三废处理的费用。反应后生成的硫酸铵经电氧化后可再生为过硫酸铵，可以重新利用。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

将100kg 3-甲基吡啶加入反应釜中，然后将130kg质量百分比为96％浓硫酸缓慢加入反应釜中，控制温度在70～90℃，充分反应生成生成3-甲基吡啶硫酸盐后，使温度稳定在80～90℃，加入110kg冰乙酸，然后分批投入过硫酸铵，每隔20min投一批，共投690kg，在4h内投完，使反应温度控制在110～120℃，投完料后在此温度下回流搅拌反应6h，使之生成烟酸硫酸盐。然后用氨水调节pH值至8，蒸馏，回收3-甲基吡啶和冰乙酸，然后加入4mol/L稀硫酸，使烟酸充分结晶出来，直至调整为3～4，过滤出粗烟酸，然后经重结晶提纯后得到烟酸。烟酸的收率可达63.2％，纯度≥99％。

实施例2

将100kg 3-甲基吡啶加入反应釜中，然后将130kg质量百分比为96％浓硫酸缓慢加入反应釜中，控制温度在70～90℃，充分反应生成生成3-甲基吡啶硫酸盐后，使温度稳定在80～90℃，加入100kg冰乙酸，然后分批投入过硫酸铵，每隔20min投一批，共投650kg，在4h内投完，使反应温度控制在110～120℃，投完料后在此温度下回流搅拌反应6h，使之生成烟酸硫酸盐。然后用氨水调节pH值至8，蒸馏，回收3-甲基吡啶和冰乙酸，然后加入4mol/L盐酸，使烟酸充分结晶出来，直至调整为3～4，过滤出粗烟酸，然后经重结晶提纯后得到烟酸。烟酸的收率可达56.4％，纯度≥99％。

实施例3

将100kg 3-甲基吡啶加入反应釜中，然后将110kg质量百分比为96％浓硫酸缓慢加入反应釜中，控制温度在70～90℃，充分反应生成生成3-甲基吡啶硫酸盐后，使温度稳定在80～90℃，加入120kg冰乙酸，然后分批投入过硫酸铵，每隔20min投一批，共投680kg，在4h内投完，使反应温度控制在110～120℃，投完料后在此温度下回流搅拌反应6h，使之生成烟酸硫酸盐。然后用氨水调节pH值至8，蒸馏，回收3-甲基吡啶和冰乙酸，然后加入4mol/L稀硫酸，使烟酸充分结晶出来，直至调整为3～4，过滤出粗烟酸，然后经重结晶提纯后得到烟酸。烟酸的收率可达53.4％，纯度≥99％。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易风见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这此修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种制备烟酸的方法，包括如下步骤：

3)用碱调pH值为8，蒸馏出3-甲基吡啶和冰乙酸；

4)用酸调节pH值至3～4使烟酸结晶出来，再重结晶即得。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，各原料的重量配比如下：

3-甲基吡啶：10～12％；

浓硫酸：11～15％；

过硫酸铵：60～70％；

冰乙酸：8～14％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，反应温度控制在70～90℃，反应时间为0.5～1h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，氧化反应温度为110～120℃，反应时间2～4h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，调节pH值的碱为氨水。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，调节pH值的酸为质量百分比浓度为5～25％的稀硫酸或盐酸。