天然产物化学课程论文
班级：应化123
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烟酸
摘要：烟酸( Nicotinic acid) 的化学名称为吡啶-3 -甲酸,又名尼古丁酸,结构式为属于 B 族维生素类物质,俗称维生素B,与烟酰胺的混合物称为维生素PP 。烟酸广泛存在于动物性和植物性食物中,是人体和动物不可缺少的物质,同时也是重要的医药中间体和饲料添加剂, 是一种用途广泛、很有发展前途的精细化学品。
烟酸的活性
烟酸广泛用于医药、化工、食品、饮料及饲料添加剂。作为药物, 烟酸在机体的细胞中对碳水化合物, 脂肪和蛋白质等的供能代谢起着非常重要的作用, 参与机体组织的氧化还原过程,具有促进新陈代谢和扩张血管的功能, 并且有保护皮肤中的胶原纤维和消化器官正常功能的功效, 可用于防治糙皮病和类似的维生素缺乏症及治疗末梢神经血管痉挛、动脉硬化等症。作为医药中间体,以烟酸为原料可合成烟酸铬、烟酰胺、尼克刹米、烟酸肌醇脂、灭脂灵等数十种药物, 它们可用于治疗中枢呼吸及循环系统衰竭症、高血脂症、冠心病、偏头痛、末梢血管障碍等疾病。作为食品、饮料和饲料添加剂, 从而避免维生素缺乏症。烟酸还可用作植物生长调节剂、头发生长促进剂、染料助剂、聚合物稳定剂和感光材料抗氧化剂等。作为化工原料,烟酸可用于合成多种活性染料和偶氮染料, 如烟酸三嗪活性染料等,此类染料具有染色性能好,适应范围广等优点。工业上主要采用化学方法生产烟酸,然而自20 世纪70 年代以来,随着烟酸需求量的不断扩大以及化学方法存在的弊端, 研究人员和生产厂家开始将注意力集中在用电化学氧化法制备烟酸上, 电化学氧化法属于绿色生产技术, 无环境污染, 是理想的烟酸制备方法。
烟酸的合成方法
1 、氨氧化法
氨氧化法主要是以3 -甲基吡啶( 3 -MP)或2-甲基-5 -乙基吡啶( MEP)为原料, 用空气、氨混合气体进行高温气相催化氧化, 得到吡啶腈( 烟腈),烟腈在氨气或NaOH 水溶液中水解, 选择合适的条件,控制水解深度,可得到烟酸。氨氧化法制取烟酸需要在较高的温度条件下进行,常以锑、矾、锑、氧化物或其混合物作为催化剂,也可制成负载型催化剂, 如采用V2O5为催化活性组分,以SiO2
-Al2O3为载体的催化剂。目前氨氧化法研究的热点集中在烟腈的生产过程, 主要是研制新型催化剂以提高烟腈的收率。在200 ℃条件下, 当3 -MP : 氨气: 空气: 水蒸汽的摩尔比为1∶4 :20∶4 时, 使 3 -MP 的转化率提高到99 %, 烟腈水解的选择性也提高到99 %, 反应温度和压力大大降低。氨氧化法的优点是原料价廉易得, 反应在常压或低压下进行, 生产安全可靠,是工业上制备烟酸广泛采用的方法之一。其缺点是反应温度高, 从反应物到产物需要2 步以上的反应, 使得设备投资和生产成本提高。
2 、硝酸氧化法
采用硝酸-硫酸氧化法和三酸( 硝酸-硫酸-盐酸)氧化法等新工艺, 可以在较低反应条件下得到较高的烟酸收率。硝酸氧化法生产成本低,产率较高,但反应过程中有氮的氧化物生成, 存在环境污染,另外,由于硝酸腐蚀性较强,因此对设备要求较高。
烟酸国内市场需求与生产现状
我国自20 世纪70 年代开始生产烟酸,生产的烟酸主要用于医药,
饲料添加剂用烟酸主要依赖进口。目前,国内没有较大规模的烟酸生产厂家, 现有的生产装置多采用烟腈水解工艺生产烟酸,生产工艺落后,规模较小,产品成本较高, 造成国内烟酸产品一直供不应求。目前烟酸主要生产厂家有北京第二制药厂、天津兽药二厂、广州龙沙精细化工有限公司、山东潍坊一邦化工科技有限公司等,年总生产量不足1 500 吨,而国内市场烟酸需求量却逐年增加,总年需求量已达到5 000 ～6 000 吨, 现有生产能力远远不能满足这一需求, 只能靠进口来解决国内烟酸市场紧张的局面。总之,烟酸作为一种重要的精细化学品,市场潜力很大,具有广阔的应用前景,国外工业化生产规模不断扩大,生产能力逐年提高。相比之下,我国生产规模较小,生产工艺落后, 三废污染严重, 生产成本较高,市场竞争能力较低。因此,加强烟酸生产方法、新工艺的研究和开发,降低产品成本,提高生产能力和产量,以满足市场对烟酸日益增长的需求,将是今后烟酸行业必然的发展方向。
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,我国对烟酸的需求将迅速增加。关于烟酸合成的研究较多,但能够规模化生产的也只有3 -氰基吡啶法、硝酸氧化法等几种。因此,国内企业若进行烟酸的工业化生产虽然有一定的机遇,还需考虑原材料、生产工艺合理性、三废处理等许多问题,仍需根据自身的特点,选择一条合适的工业路线。
参考文献
[1]中国知网王利明烟酸的合成与应用
[2] 中国知网何轶烟酸的合成与应用
[3]百度百科