氰醇合成催化剂研究获得重大突破

专利名称：一种氰醇法连续快速合成蛋氨酸的工艺专利类型：发明专利
发明人：周荣超,廖常福,彭启明,周荣敏
申请号：CN201910262250.5
申请日：20190402
公开号：CN109879786A
公开日：
20190614
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种氰醇法连续快速合成蛋氨酸的工艺，包括：（1）氨化反应：将氨和2‑羟基‑4‑甲硫基丁腈通入微通道反应器中进行氨化反应，控制反应温度60～200℃，反应物停留时间为0.5～8.0min，得到2‑氨基‑4‑甲硫基丁腈水溶液；（2）碱解反应：将步骤（1）2‑氨基‑4‑甲硫基丁腈水溶液和碱同时加入微通道反应器中进行反应，反应温度80～200℃，压力1.0～2.5MPa，反应停留时间10～60min，经后处理得到DL‑蛋氨酸。

本发明采用氨化和无催化碱解工艺制备蛋氨酸，简化了蛋氨酸的制备工艺；选用微通道反应器在无催化剂条件进行氨化和碱解反应，反应时间快，收率高，影响产品收率和质量的原料热解聚合物及副反应产物大大减少，有利于工业化中蛋氨酸的成本降低和品质提高。

申请人：禄丰天宝磷化工有限公司
地址：675000 云南省楚雄彝族自治州禄丰县勤丰镇沙龙村
国籍：CN
代理机构：云南派特律师事务所
代理人：董建国
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氰根催化加氢反应1. 引言1.1 氰根催化加氢反应的概述氰根催化加氢反应是一种重要的有机合成反应，通过氢气与含有氰基的有机物发生加氢反应，将氰基还原为胺基。

这种反应在工业领域具有广泛的应用，可以用来合成多种有机胺化合物，如氨、脂肪胺、芳香胺等。

氰根催化剂在该反应中起到了催化剂的作用，提高了反应的速率和选择性。

氰根催化加氢反应是一种绿色环保的反应方式，因为它可以利用廉价的氢气作为还原剂，同时产生的副产物也相对较少。

这种反应在可持续发展的化工领域中具有很大的潜力。

在近年来，氰根催化加氢反应的研究逐渐受到重视，研究人员不断探索新的催化剂和反应条件，以提高反应的效率和选择性。

未来，随着氰根催化技术的不断发展，相信这种反应将在有机合成和工业生产中发挥更大的作用。

1.2 氰根催化剂的发展历程氰根催化剂的发展历程可以追溯到20世纪初。

最初，氰根催化剂是由煮沸氰氨和钯盐溶液制备而成的。

随着对氰根催化剂研究的深入，人们逐渐发现了其在催化加氢反应中的重要作用。

20世纪50年代，氰根催化剂开始被广泛应用于有机合成领域，其活性和选择性得到了进一步提高。

随着科学技术的不断发展，氰根催化剂的研究也取得了一系列突破。

研究人员通过改进氰根催化剂的结构和制备方法，提高了其催化性能和稳定性。

对氰根催化剂的活性位点进行深入研究，揭示了其在催化加氢反应中的反应机理。

近年来，氰根催化剂在有机合成和药物合成领域中得到了广泛应用。

其高效、环保和可控的特点，使其成为有机合成领域不可或缺的重要催化剂。

未来，随着对氰根催化剂的深入研究和不断创新，相信其在化工领域中的应用前景将更加广阔。

2. 正文2.1 氰根催化加氢反应的反应机理氰根催化加氢反应的反应机理是一个复杂的过程，通常包括以下步骤：氰根与金属催化剂形成配合物，然后氢气在催化剂的作用下进行游离，与氰根发生氢化反应生成相应的胺衍生物。

在这个过程中，氰根作为底物能够提供一个良好的活性中心，通过添加适量的金属催化剂，还可以有效促进氢化反应的进行。

应用双金属氰化物催化剂和不同起始剂合成聚醚酯多元醇韩宏伟;朱丙清;顾尧【摘要】环氧丙烷和二氧化碳在双金属氰化物(DMC)催化剂条件下,通过聚合反应合成聚醚酯多元醇.研究了各种类型起始剂对聚合反应的影响.发现起始剂中羟基的质量分数影响催化剂的活性,引发剂中羟基的质量分数越低,使用的催化剂的活性和效率越高.这源于催化剂和环氧丙烷的空位配合效应,且这种效应已经被多种起始剂所证实,而1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸(THEIC)例外.研究还发现反应产生10％～15％的副产物碳酸丙烯酯.通过红外光谱和核磁共振氢谱确定了聚醚酯共聚物的结构.【期刊名称】《上海塑料》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P22-25)【关键词】合成;聚醚酯多元醇;聚合反应;双金属氰化物催化剂;碳酸丙烯酯【作者】韩宏伟;朱丙清;顾尧【作者单位】青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042;青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042;青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ30 前言多元醇是聚氨酯合成工业中的一种主要原料，主要分为聚醚多元醇和聚酯多元醇。

多年来，研究人员一直致力于合成高分子链段中同时含有聚醚和聚酯的多元醇。

这种新型的多元醇既有聚醚也有聚酯的特征属性。

由聚醚酯多元醇制备的聚氨酯产品，不仅保持了聚醚链原有的低温柔顺性和耐水解性，同时还具有酯基的耐油性和力学性能。

最近几年，聚醚酯多元醇［1－2］的研究主要集中在环氧丙烷（PO）和二氧化碳（CO2）的共聚反应［3－4］上。

该反应同时生成含有醚键和酯键的聚碳酸酯。

当这种新型高分子的链末端含有羟基时，则被称为聚醚酯多元醇。

已有多种催化剂被用于合成这种多元醇，并且取得了一定成果［5］。

20世纪60年代，Jack M［6］发明了双金属催化剂。

该催化剂用于合成聚醚和聚酯［7－8］。

生物催化合成及进展进入21 世纪, 人类面临着前所未有的生存与发展危机。

资源、能源和环境危机已经成为人类社会可持续发展的瓶颈问题。

生物催化与生物转化是以微生物或酶作为催化剂, 以可再生资源取代化石资源,大规模生产人类所需的化学品、医药、能源、材料等,是解决人类目前面临的资源、能源和环境危机的有效手段。

生物催化与生物转化是生物学、化学、过程科学的交叉, 是学科发展的前沿技术。

世界经合组织指出, 以生物催化与生物转化为核心的工业生物技术是可持续工业发展最有希望的技术。

由于巨大的社会需求和科学技术的进步, 有力地推动了新一代工业生物技术的快速发展。

众所周知, 自然界天然产物分子结构与功能的多样性源自酶催化及多酶合成途径的强大威力。

人类虽然只学会了大自然生物催化技能的很小一部分, 就已经合成出大量丰富的天然化合物并用于医药、农药、化工中间体和生物材料。

由于生物催化过程具有高效、高选择性、条件温和、环境友好等优点, 因此成为可持续发展过程中替代和拓展传统有机化学合成的重要方法。

在重要化工中间体的制备中, 生物转化具有重要应用价值: 已经应用于常规工业化过程的反应包括酯酶/脂肪酶和蛋白酶对底物的手性拆分和水解,酮的不对称还原等; 正在扩大应用的反应有腈水解酶催化的腈水解反应和醇腈酶催化的氰醇合成反应; 已取得较大进展而且有较高工业化应用价值的反应有转氨基反应、烯酸还原反应、羟基化、单加氧酶催化的Baeyer Villiger 反应、环氧化物水解、环氧化、卤代反应等。

除此以外, 生物催化在新药发现过程中也开始显示出巨大潜力。

高通量合成先导化合物的衍生分子库是新药发现中至关重要的环节, 而生物催化正在攻克其中大量的合成难题。

比如选择性加氧反应, 难以用传统化学合成方法完成,可以通过加氧酶实现。

生物催化所胜任的过程, 从小分子化合物的手性拆分到复杂结构如大环内酯和可生物降解多聚体的合成, 有了很大扩展, 因此在组合合成化学中占有越来越重要的地位。

丙酮氰醇装置原料生产技术研究摘要：主要针对丙酮氰醇装置运行中催化剂、稳定剂消耗偏高及反应器ｐＨ值异常等问题，根据氢氰酸原料中醋酸含量的高低，从物理化学性质对其进行全面分析，确定了醋酸含量对丙酮氰醇装置运行产生的影响。

关键词：丙酮氰醇；醋酸；消耗中国石油吉林石化公司丙烯腈第一套丙酮氰醇装置于２００７年开工，２００８年８月建成投产，设计能力为１２万ｔ／ａ。

２０１２年８月建成第二套丙酮氰醇装置，丙酮氰醇生产能力提高到２４万ｔ／ａ。

丙酮氰醇是生产甲基丙烯酸甲酯的主要原料之一，随着近几年甲基丙烯酸甲酯产品市场需求的不断增加，丙酮氰醇原料的需求量越来越大。

为了提高丙酮氰醇的产品质量和经济效益，控制丙酮氰醇装置的稳定运行和各项原料消耗就显得格外重要。

目前国内外丙酮氰醇的主要生产方法为丙酮与氢氰酸在碱性催化剂的作用下反应生成。

本装置的丙酮氰醇产品纯度一般在９８．２％～９８．３％之间（质量分数，下同），而国内外一些装置丙酮氰醇纯度可以达到９８．５％以上，同时本装置在催化剂等消耗指标上也远高于国内外其他装置。

丙酮氰醇产品纯度的下降将到下游装置的原料消耗和经济指标，所以本文希望通过对丙酮氰醇装置生产过程及各项原料的分析，找出丙酮氰醇产品纯度低以及催化剂消耗高的原因［１］。

１反应过程分析本装置采用德国德固赛公司的工艺技术，丙酮与氢氰酸在碱性条件下反应生成粗丙酮氰醇，粗丙酮氰醇经过稳定单元及精馏单元最终得到合格的丙酮氰醇产品。

反应方程式见式（１）：ＣＨ３ＣＯＣＨ３＋ＨＣＮ幑幐ＣＨ３ＣＣＮＯＨＣＨ３（１）丙酮与氢氰酸必须在碱性条件下才能发生反应，若反应单元ｐＨ值过低会导致反应无法进行，而ｐＨ值过高又会造成氢氰酸大量聚合，不利于装置的稳定运行。

同时，该反应为可逆反应，丙酮氰醇在碱性条件下还会分解为丙酮及氢氰酸，所以，在稳定单元需要加入硫酸，将粗丙酮氰醇的ｐＨ值调整至酸性再进入精馏单元进行精馏操作。

通过对反应过程的分析可以看出，反应单元及稳定单元的ｐＨ值对于该装置起着至关重要的作用，而这两个ｐＨ值主要是通过二乙胺和硫酸的加入进行控制［２］。

丙酮氰醇生产过程中对催化剂的选择【摘要】丙酮氰醇生产过程中对催化剂的选择，是决定产量纯度的关键，也影响生产对环境的影响，因此，从丙酮氰醇装置工艺要求，依据丙酮氰醇装置反应原理和反应方程，对丙酮氰醇装置的催化剂进行了选择，生产证明，采用有机碱催化剂生产丙酮氰醇的技术流程，对产率的提高和环境保护都有优势。

【关键词】丙酮氰醇；催化剂选择；工艺要求根据国际纯粹化学和应用化学联合会(IUPAC)1981年的定义：催化剂是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质。

催化剂在化学反应中引起的作用叫催化作用。

催化剂在工业上也称为触媒。

催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样，具有高度的选择性（或专一性）。

一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。

某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等等。

在大庆炼化公司丙酮氰醇的生产过程中，其装置主要由反应部分是利用丙烯腈车间的副产品氢氰酸和外购丙酮为原料，在碱性催化剂氢氧化钠的作用下进行缩合反应制取纯度为93％的粗丙酮氰醇，再经精制塔提纯后可得到98％的精丙酮氰醇。

显然，碱性催化剂氢氧化钠对丙酮氰醇的反应过程有重要的意义。

1.丙酮氰醇装置工艺要求1.1丙酮氰醇装置反应原理和反应方程式丙酮氰醇为热敏性物质，在碱性、高温，或者停留时间过长的条件下都易产生分解，尤其是高纯度丙酮氰醇分解速度更快。

因此在丙酮氰醇提纯技术上，采用真空精馏的方法，目的是降低精制塔釜温度，减少丙酮氰醇在高温下的分解，同时还采用了一次通过式再沸器加热方法，缩短丙酮氰醇在高温区的停留时间。

丙酮、氢氰酸和少量H2O从精制塔塔顶蒸出，在塔底得到纯度大于97％的精丙酮氰醇产品。

羰基的加成反应是典型的亲核加成反应，并在有机合成上得到广泛应用。