一种直接还原法合成吡啶甲酸铬的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种直接还原法合成吡啶甲酸铬的方法。
【背景技术】
[0002]吡啶甲酸铬是一种矿物质，一种人体必需的微量元素。美国农业部营养中心等权威机构最新研究再次证实，三价无机铬增强胰岛素活性很小，当转变成有机铬后则具有明显的加强胰岛素活性的作用。作为葡萄糖耐量因子的重要组成部分，吡啶甲酸铬是糖尿病人不可缺少的微量元素。研究表明，吡啶甲酸铬稳定性强，作为脂溶性的非电解质，可顺利通过细胞膜直接作用于组织细胞，增强胰岛素活性，改善人体糖代谢，对糖尿病的治疗有重要的作用。最新研究发现，吡啶甲酸铬能提高骨骼肌细胞中与新陈代谢途径相关的一种活性AMP蛋白激酶(AMPK)的数量，从而改进能量平衡和胰岛素功能。
[0003]目前，2-吡啶甲酸铬的合成方法有很多种，归纳主要包括有以下几种形式:以2-氰基吡啶为主要原材料，以酸或碱水解合成2-吡啶甲酸或吡啶甲酸钠和以其他原材料合成的2-吡啶甲酸或吡啶甲酸钠，与三价铬盐直接或间接通过碱溶液滴定螯合生成2-吡啶甲酸铬，该类工艺合成的吡啶甲酸铬色泽不统一，不宜控制中间PH值，产品收率也不稳定，不利于工业化规范操作。
[0004]将2-氰基吡啶与硫酸、盐酸或硝酸中的一种或多种，与三价铬盐置于高压反应釜中合成2-吡啶甲酸铬，该类工艺对生产设备要求较高，属压力容器，生产过程中存在着一定的安全隐患。以2-甲基吡啶或2-乙烯基吡啶与高锰酸钾分解，除去二氧化锰后与三价铬盐合成2-吡啶甲酸铬，该类工艺中高锰酸钾价格昂贵，且会产生大量的副产物二氧化锰，存在着一定的环保风险。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种生产安全、无副产物且成本较低的直接还原法合成吡啶甲酸铬的方法。
[0006]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种直接还原法合成吡啶甲酸铬的方法，包括以下步骤:
(1)取1kg?40kg碱并溶于100L?450L水中，并在溶液搅拌的同时进行加热，且加热至50。。?150。。；
(2)缓慢滴入20kg?80kg的2-氰基吡啶，待2-氰基吡啶完全水解后，再向溶液中滴入酸来调节pH值至0.5?6.5 ；
(3 )将5kg?50kg铬盐投入到步骤(2 )中制得的2-吡啶甲酸溶液中，将溶液进行搅拌并升温到50°C?150°C;
(4 )再在上述步骤(3 )制得的溶液中加入浓度为0.5%?50%还原剂水溶液直至溶液中无六价络为止，并保温熟化0.5h?5h ；
(5)最后将制得的溶液降温至50°C以下，并脱水过滤，将过滤物烘干即得到2-吡啶甲酸铬。
[0007]进一步的，所述步骤(I)中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或者多种组合。
[0008]进一步的，所述步骤(2)中的酸为硫酸、盐酸或硝酸中的一种或多种组合。
[0009]进一步的，所述步骤(3)中的铬盐为铬酸酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾或铬酸钠中的一种或者多种组合。
[0010]进一步的，所述步骤(4)中的还原剂水溶液为甲醇、乙醇、葡萄糖、白糖、蔗糖、淀粉、水合肼、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或硫酸亚铁中的一种或者多种组合。
[0011]本发明的有益效果:本发明与现有技术相比，较传统工艺安全、无副产物、成本较低。
【具体实施方式】
[0012]本发明的一种直接还原法合成P比啶甲酸络的方法，包括以下步骤:(I)取1kg?40kg碱并溶于100L?450L水中，并在溶液搅拌的同时进行加热，且加热至50°C?150°C;(2)缓慢滴入20kg?80kg的2-氰基吡啶，待2-氰基吡啶完全水解后，再向溶液中滴入酸来调节pH值至0.5?6.5; (3)将5kg?50kg铬盐投入到步骤(2)中制得的2-吡啶甲酸溶液中，将溶液进行搅拌并升温到50°C?150°C ； (4)再在上述步骤(3)制得的溶液中加入浓度为0.5%?50%还原剂水溶液直至溶液中无六价铬为止，并保温熟化0.5h?5h; (5)最后将制得的溶液降温至50°C以下，并脱水过滤，将过滤物烘干即得到2-吡啶甲酸铬。本发明较传统工艺安全、无副产物、成本较低。
[0013]其中，所述步骤(I)中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或者多种组合。所述步骤(2)中的酸为硫酸、盐酸或硝酸中的一种或多种组合。所述步骤(3)中的铬盐为铬酸酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾或铬酸钠中的一种或者多种组合。所述步骤
(4)中的还原剂水溶液为甲醇、乙醇、葡萄糖、白糖、蔗糖、淀粉、水合肼、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或硫酸亚铁中的一种或者多种组合。
[0014]下面通过实施例对发明做进一步详细的说明。
[0015]实施例1:
于反应罐中加入100L水，搅拌情况下加入1kg碳酸钠，升温至50°C，缓慢滴入20kg的2-氰基吡啶，待水解完全后以硫酸调节pH值至0.5，加入5kg重铬酸钾，以5%甲醇溶液滴定至无六价铬后，于50°C持续保温2h，降温至40°C，离心脱水过滤，将过滤物烘干制得2-吡啶甲酸铬。其中2-吡啶甲酸铬的收率为97.5%，并通过高效液相色谱法测得吡啶甲酸铬主含量为99.59%ο
[0016]实施例2:
于反应罐中加入300L水，搅拌情况下加入20kg氢氧化钠，升温至70°C，缓慢滴入40kg的2-氰基吡啶，待水解完全后以硫酸调节pH值至4.5，加入15kg铬酸酐，以5%葡萄糖溶液滴定至无六价铬后，于70°C持续保温2h，降温至25°C，离心脱水过滤，将过滤物烘干制得2-吡啶甲酸铬。其中2-吡啶甲酸铬的收率为95%，并通过高效液相色谱法测得吡啶甲酸铬主含量为99.85%o
[0017]实施例3: 于反应罐中加入350L水，搅拌情况下加入20kg氢氧化钾，升温至105°C，缓慢滴入35kg2-氰基吡啶，待水解完全后以硫酸调节pH值至3.5，加入12kg铬酸酐，以10%白糖溶液滴定至无六价铬后，于110°C持续保温1.5h，降温至25°C，离心脱水过滤，将过滤物烘干制得2-吡啶甲酸铬。其中2-吡啶甲酸铬的收率为96%，并通过高效液相色谱法测得吡啶甲酸铬主含量为99.77%。
[0018]实施例4:
于反应罐中加入400L水，搅拌情况下加入40kg碳酸氢钠，升温至95°C，缓慢滴入32kg2_氰基吡啶，待水解完全后以硫酸调节PH值至3.0，加入15kg铬酸酐，以1%蔗糖溶液滴定至无六价铬后，于110°C持续保温1.5h，降温至25°C，离心脱水过滤，将过滤物烘干制得2-吡啶甲酸铬。其中2-吡啶甲酸铬的收率为94%，并通过高效液相色谱法测得吡啶甲酸铬主含量为99.57%o
[0019]实施例5:
于反应罐中加入450L水，搅拌情况下加入40kg氢氧化钠，升温至150°C，缓慢滴入80kg的2-氰基吡啶，待水解完全后以硫酸调节pH值至6.5，加入50kg铬酸钠，以50%乙醇溶液滴定至无六价铬后，于150°C持续保温5h，降温至25°C，离心脱水过滤，将过滤物烘干制得2-吡啶甲酸铬。其中2-吡啶甲酸铬的收率为95.5%，并通过高效液相色谱法测得吡啶甲酸铬主含量为99.92%。
【主权项】
1.一种直接还原法合成吡啶甲酸铬的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)取1kg?40kg碱并溶于10L?450L水中，并在溶液搅拌的同时进行加热，且加热至50。。?150。。； (2)缓慢滴入20kg?80kg的2-氰基吡啶，待2-氰基吡啶完全水解后，再向溶液中滴入酸来调节pH值至0.5?6.5 ； (3)将5kg?50kg铬盐投入到步骤(2)中制得的2-吡啶甲酸溶液中，将溶液进行搅拌并升温到50°C?150°C; (4 )再在上述步骤(3 )制得的溶液中加入浓度为0.5%?50%还原剂水溶液直至溶液中无六价络为止，并保温熟化0.5h?5h ； (5)最后将制得的溶液降温至50°C以下，并脱水过滤，将过滤物烘干即得到2-吡啶甲酸铬。2.根据权利要求1所述的一种直接还原法合成吡啶甲酸铬的方法，其特征在于:所述步骤(I)中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或者多种组合。3.根据权利要求1所述的一种直接还原法合成吡啶甲酸铬的方法，其特征在于:所述步骤(2)中的酸为硫酸、盐酸或硝酸中的一种或者多种组合。4.根据权利要求1所述的一种直接还原法合成吡啶甲酸铬的方法，其特征在于:所述步骤(3)中的铬盐为铬酸酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾或铬酸钠中的一种或者多种组合。5.根据权利要求1所述的一种直接还原法合成吡啶甲酸铬的方法，其特征在于:所述步骤(4)中的还原剂水溶液为甲醇、乙醇、葡萄糖、白糖、蔗糖、淀粉、水合肼、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或硫酸亚铁中的一种或者多种组合。
【专利摘要】本发明涉及一种直接还原法合成吡啶甲酸铬的方法，包括以下步骤:（1）取10kg～40kg碱并溶于100L～450L水中，搅拌的同时进行加热，且加热至50℃～150℃；（2）缓慢滴入20kg～80kg的2-氰基吡啶，待2-氰基吡啶完全水解后，滴入酸来调节pH值至0.5～6.5；（3）将5kg～50kg铬盐投入到步骤（2）中制得的2-吡啶甲酸溶液中，搅拌并升温到50℃～150℃；（4）再在上述步骤（3）制得的溶液中加入浓度为0.5%～50%还原剂水溶液直至溶液中无六价铬为止，并保温熟化0.5h～5h；（5）降温至50℃以下，并脱水过滤，将过滤物烘干即得到2-吡啶甲酸铬。
【IPC分类】C07D213/803
【公开号】CN105541707
【申请号】CN201610058112
【发明人】谭光坤
【申请人】四川尚元精细化工有限责任公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月28日