[发明专利]烟酸的制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种烟酸的制备方法。烟酸及其衍生物具有各种生理学性质，因此它们在医药和农业方面广泛用作维生素、药物和植物生长调节剂。

发明背景

已知有几种合成烟酸的方法：1)β-甲基吡啶用KMnO₄作氧化剂液相氧化(M.R.Rubtsov,L.N.Yakhontov,S.V.Yakhontov,S.V.Yatsenko,ZhPKh,1977,V.30,No.2,pp.315-318)，也有用NHO₃和H₂SO₄作氧化剂(US2586555,1952)；2)在钒催化剂存在下β-甲基吡啶氧化氨解，随后烟酸根合腈水解生成烟酸(USSR发明证书No.235764,1969年B.I.No.6公布)。

β-甲基吡啶用上述氧化剂的液相氧化在75～300℃下进行，有高的选择性．在这样的方法中，烟酸的产率为66～77％。这些方法的主要缺点是操作的间歇性、操作步骤多、工艺复杂、生产率低并产生大量含有有害物质的废水和固体废料。

经β-甲基吡啶氧化氨解制备烟酸在350～400℃下进行，有高的生产率和高产率(86～88％)，但该法有许多步骤，具体地包括：1)烟酸根合腈的催化合成；2)用石油酯从液体反应产物的混合物中萃取烟酸根合腈；3)酯萃取液的精馏；4)烟酸根合腈的水解；5)烟酸从乙醇中重结晶。该法的特征是生成大量有害的废液和含氨的废气。

已知多种制备烟酸的方法(Sven Jaras,Sten T.Lundin.Preparationof pyridinemonocarboxylic acid by catalytic vapor phase oxidation ofalkylpyridine.-J.Appl.Chem.Biotechnol.,1977,27,pp.499-509)。根据这一方法，在氮气和水蒸汽存在下，β-甲基吡啶在管式反应器中的氧化物催化剂上用氧气直接一步气相氧化来制备烟酸。在这一方法中，反应温度为350～460℃，气体混合物的空速为1450～2600hr^-1(接触时间为2.5～1.4S)，氧∶β-甲基吡啶的摩尔比为42，水∶β-甲基吡啶的摩尔比为82。将V₂O₅和TiO₂的混合物在1250℃下熔融3hr来制备催化剂。如此制得的催化剂的比表面为0.2～1.0m²/g。将粒度为0.5～1.5mm的催化剂颗粒放在反应器中。当该法在这些条件下进行时，烟酸的最大产率为48％。除了烟酸外，反应产物还有β-甲基吡啶甲醛、吡啶、CO、CO₂和HCN。在反应过程中生成含有CO和HCN的有害废气。而且，烟酸收集在还含有未反应的β-甲基吡啶、β-吡啶甲醛、吡啶和类树脂产物的冷凝液中。用复杂的多步骤方法从冷凝液中分离烟酸，其中包括用氯仿从水溶液中萃取β-甲基吡啶和β-吡啶甲醛，随后从水相中分离烟酸。在这一方法中，生成需要回收的有害废液，而烟酸可能被氯仿成分弄脏，使得纯化更为困难。

上面提供的数据表明，所述的方法有以下缺点：

1)在制备烟酸的方法中生成有害的废气和树脂，使烟酸污染并使分离和纯化更加困难；

2)烟酸的产率低，不超过48％。

所以，现有的制备烟酸的各种方法的特点是，生成大量有害废液和废气，生成类树脂产物，β甲基吡啶一步氧化的烟酸产率低。

发明的内容

本发明的目的是提供这样一种制备烟酸的方法，它有可能提高目的产物的产率，同时排除有害废气和树脂的生成。

这一目的通过提出的制备烟酸的方法来达到，即在氮气和水蒸汽存在下β-甲基吡啶在氧化催化剂上一步气相氧化制备烟酸的方法。根据本发明，在这一方法中，氧化过程在以下条件下，在组成为nV₂O₅·mTiO₂·pMxOy的催化剂上(其中M为碱金属或过渡金属元素，n=5-75％(重)，m=95-25％(重)，p=0-1％(重)，在管式反应器中进行，反应温度为250～290℃、气体混合物空速为2400～13300hr^-1(接触时间为1.5～0.27s)，氧∶β-甲基吡啶摩尔比为15-40，水∶β-甲基吡啶摩尔比为10～70。纯烟酸(99.5％)的分离在反应器后紧接着在管式结晶器中，在160～200℃下进行。