专利名称：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、Vpp，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°C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°C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 Ih。步骤2)中，氧化反应温度为110 120°C，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 900C，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°C，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°C，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S2O82-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。
具体实施例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IOOkg 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°C，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°C，加入IlOkg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°C，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IOOkg 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°C，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°C，加入IOOkg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°C，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IOOkg 3-甲基吡啶加入反应釜中，然后将IlOkg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°C，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°C，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°C，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。
权利要求
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。
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°C，反应时间为0. 5 Ih0
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°C，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。
全文摘要
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。
文档编号C07D213/80GK101985434SQ20101054600
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者朱森阳 申请人:安徽泰格生物技术股份有限公司