CN105693602A - 以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及烟酰胺合成领域,具体地说是一种以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法。3-氰基吡啶与水,在催化氧化剂、改性分子筛存在的条件下,发生水解反应,水解反应过程中水、3-氰基吡啶、催化氧化剂、改性分子筛三者的重量或体积份数比为10~15mL:100g:2~9g:3~8g,制备得到烟酰胺。本发明制备得到的产品易分离纯度高、收率高、三废污染少,有利于工业规模化生产。产品收率达99.5%以上,纯度在99.5以上。

Description

以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法
技术领域
本发明属于烟酰胺合成领域,具体地说是一种以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法。
背景技术
烟酰胺(英语:Nicotinamide)是烟酸(维生素B3)的酰胺,属于B族维生素,化学名为3-吡啶甲酰胺,又名烟碱酰胺和尼克酰胺,简称VB3或NsA。烟酰胺为白色结晶或结晶性粉末,无臭或几乎无臭,味苦。该品在水或乙醇中易溶,在甘油中溶解;在乙醚中几乎不溶;在碳酸钠试液或氢氧化钠试液中易溶。是辅酶工和辅酶Ⅱ等的组成部分之一,它参与氧化还原过程,具有促进细胞新陈代谢和扩展血管的功能,能促进人体和动物生长发育。烟酰胺也具有美容效果,可以迅速穿过角质层,改善皮肤的屏障作用,降低经表皮失水率;抑制黑素小体从色素细胞转移到角质形成细胞,抑制黑素输送途径,减少面部红斑、色素沉积;阻止蛋白质非酶糖化,改善面部发黄的状况;促进真皮胶原蛋白和调节真皮中黏多糖的含量,减少皱纹;通过减少油脂的分泌,减小毛孔使皮肤纹理细腻光滑。
人们生活水平的提高和动物饲料产品的需求增长促进了全球烟酸/烟酰胺的快速发展。有数据显示,2007年全球吡啶总产量的35%以上都是用来满足烟酰胺/烟酸的生产消耗。目前,全球烟酸/烟酰胺总生产能力近6万t/a。其中,美国和欧洲的产能在2.85万~2.95万以.其余的超过3万t/a的产能主要分布在亚洲,主要生产国家为中国、印度和日本。
目前工业上的生产烟酰胺的方法主要有液相直接氧化法(高锰酸钾法、重铬酸钾法);催化氧化法主要有氨氧化法、空气氧化法等,液相直接氧化生产烟酸、烟酰胺工艺一般属于间歇生产,该工艺简单,但是环境污染严重,原料和辅助材料消耗高,生产质量不稳定,难以大规模生产,目前国内大多数生产单位使用该工艺,该工艺已经趋于淘汰。催化氧化法适应工业化大规模生产,技术含量高、一次性投资大、原料消耗低、产品质量稳定、环境污染轻,国内企业普遍使用,很多企业和科研单位也正在积极开发。但是目前催化氧化法制备烟酰胺的产品的工艺中仍普遍存在制备时间长、反应不充分、工序复杂、生产效率低、生产转化率低等问题,研发一种高效并且高转化率的催化氧化法合成烟酰胺系列产品成为趋势。
发明内容
本发明的目的是克服现有烟酰胺的催化氧化法存在制备时间长、反应不充分、工序复杂、生产效率低、生产转化率低等问题,提供一种以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法。
本发明的方案是通过这样实现的:一种以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法,3-氰基吡啶与水,在催化氧化剂、改性分子筛存在的条件下,发生水解反应,制备得到烟酰胺,其反应方程式如下:
作为本发明的进一步限定,所述的催化氧化剂为高锰酸钾KMnO4、次氯酸钠NaClO、双氧水H2O2、硫酸铵(NH42SO4、过氧乙酸C2H4O3中的任一种或是它们的混合物。
作为本发明的进一步限定,所述的改性分子筛为MCM-41、MCM-22、HY以及HZSM-5,优选MCM-41、MCM-22分子筛中的任一种,经过600℃高温活化6h,冷却后于45℃~60℃的硅烷化试剂中隔氧搅拌反应12~24h得到。
作为本发明的进一步限定,所述的水解反应过程中水、3-氰基吡啶、催化氧化剂、改性分子筛三者的重量或体积份数比为10~15mL:100g:2~9g:3~8g。
作为本发明的进一步限定,所述的水解反应是在温度为60~80℃条件下水解1~3h。
本发明具备以下良好效果:利用氧化催化剂和改性分子筛促进烟酰胺的氧化反应的发生,在催化剂存在的情况下降低生产的能耗和缩短反应的时间,实现生产成本的降低,提高产品的质量,减小环境污染。本发明使用的改性分子筛具有结构稳定、催化活性和选择性高的特点,使得水解反应过程温和,制备得到的产品易分离纯度高、收率高、三废污染少,有利于工业规模化生产。产品收率达99.5%以上,纯度在99.5以上。
附图说明
图1.本发明烟酰胺水解反应方程式图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图描述本发明制备烟酰胺的方法,这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。
实施例1
本实施例用到的所述的催化氧化剂为高锰酸钾KMnO4。改性分子筛为MCM-22,经过600℃高温活化6h,冷却后于60℃的硅烷化试剂中隔氧搅拌反应20h得到。
本实施例3-氰基吡啶与水,在催化氧化剂、改性分子筛存在的条件下,发生水解反应,水解反应过程中水、3-氰基吡啶、催化氧化剂、改性分子筛三者的重量或体积份数比为13mL:100g:7g:6g,水解反应是在温度为80℃条件下水解2h,制备得到烟酰胺。
本实施例得到的烟酰胺产品收率达99.8%,纯度在99.5%。
实施例2
本实施例用到的所述的催化氧化剂为过氧乙酸C2H4O3。改性分子筛为HY,经过600℃高温活化6h,冷却后于45℃的硅烷化试剂中隔氧搅拌反应18h得到。
本实施例3-氰基吡啶与水,在催化氧化剂、改性分子筛存在的条件下,发生水解反应,水解反应过程中水、3-氰基吡啶、催化氧化剂、改性分子筛三者的重量或体积份数比为12mL:100g:6.5g:5.5g,水解反应是在温度为60℃条件下水解1.5h,制备得到烟酰胺。
本实施例得到的烟酰胺产品收率达99.9,纯度在99.8。
实施例3
本实施例用到的所述的催化氧化剂为氯酸钠NaClO。改性分子筛为HZSM-5,经过600℃高温活化6h,冷却后于50℃的硅烷化试剂中隔氧搅拌反应12h得到。
本实施例3-氰基吡啶与水,在催化氧化剂、改性分子筛存在的条件下,发生水解反应,水解反应过程中水、3-氰基吡啶、催化氧化剂、改性分子筛三者的重量或体积份数比为12mL:100g:7g:5g,水解反应是在温度为70℃条件下水解2h,制备得到烟酰胺。
本实施例得到的烟酰胺产品收率达99.8,纯度在99.7%。
实施例4
本实施例用到的所述的催化氧化剂为硫酸铵(NH42SO4和过氧乙酸C2H4O3按照质量比1:1的混合物。改性分子筛为MCM-41,经过600℃高温活化6h,冷却后于60℃的硅烷化试剂中隔氧搅拌反应20h得到。
本实施例3-氰基吡啶与水,在催化氧化剂、改性分子筛存在的条件下,发生水解反应,水解反应过程中水、3-氰基吡啶、催化氧化剂、改性分子筛三者的重量或体积份数比为10mL:100g:2g:3g,水解反应是在温度为65℃条件下水解1h,制备得到烟酰胺。
本实施例得到的烟酰胺产品收率达99.8%,纯度在99.9%上。
实施例5
本实施例用到的所述的催化氧化剂为双氧水H2O2。改性分子筛为MCM-22,经过600℃高温活化6h,冷却后于55℃的硅烷化试剂中隔氧搅拌反应24h得到。
本实施例3-氰基吡啶与水,在催化氧化剂、改性分子筛存在的条件下,发生水解反应,水解反应过程中水、3-氰基吡啶、催化氧化剂、改性分子筛三者的重量或体积份数比为15mL:100g:9g:8g,水解反应是在温度为70℃条件下水解3h,制备得到烟酰胺。
本实施例得到的烟酰胺产品收率达99.6%,纯度在99.7%。
本发明上述实施例方案仅是对本发明的说明而不能限制本发明,权利要求中指出了本发明产品组成成分、成分比例、制备方法参数的范围,而上述的说明并未指出本发明参数的范围,因此,在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变,都应当认为是包括在权利要求书的范围内。
本发明是经过多位烟酰胺合成反应研发人员长期工作经验积累,并通过创造性劳动创作而出,本发明使用的改性分子筛具有结构稳定、催化活性和选择性高的特点,使得水解反应过程温和,制备得到的产品易分离纯度高、收率高、三废污染少,有利于工业规模化生产。产品收率达99.5%以上,纯度在99.5%以上。

Claims (5)

1.一种以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法,其特征在于,3-氰基吡啶与水,在催化氧化剂、改性分子筛存在的条件下,发生水解反应,制备得到烟酰胺,其反应方程式如下:
2.根据权利要求1所述的以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法,其特征在于,所述的催化氧化剂为高锰酸钾KMnO4、次氯酸钠NaClO、双氧水H2O2、硫酸铵(NH42SO4、过氧乙酸C2H4O3中的任一种或是它们的混合物。
3.根据权利要求1所述的以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法,其特征在于,所述的改性分子筛为MCM-41、MCM-22、HY以及HZSM-5,优选MCM-41、MCM-22分子筛中的任一种,经过600℃高温活化6h,冷却后于45℃~60℃的硅烷化试剂中隔氧搅拌反应12~24h得到。
4.根据权利要求1所述的以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法,其特征在于,所述的水解反应过程中水、3-氰基吡啶、催化氧化剂、改性分子筛三者的重量或体积份数比为10~15mL:100g:2~9g:3~8g。
5.根据权利要求1所述的以改性分子筛催化生产烟酰胺的方法,其特征在于,所述的水解反应是在温度为60~80℃条件下水解1~3h。
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