一种制备高纯度烟酰胺类化合物的方法.pdf

本发明公开了一种制备高纯度烟酰胺类化合物的方法，向烟酰胺类化合物粗产物中加入溶剂后进行回流0.1～1小时，趁热过滤，滤液在30～70℃下静置或搅拌2～3小时，然后以1～20℃/小时的速度降温2～6小时，再继续静置或搅拌4～7小时，过滤，将固体洗涤、干燥，得到高纯度烟酰胺类化合物。本发明通过结晶工艺参数的控制，既可以获得纯度大于99％的烟酰胺产品，又可以保证收率在90％以上。相对于其他工艺，成本上较有优势，适合大规模生产。

1、  一种制备高纯度烟酰胺类化合物的方法，其特征在于向烟酰胺类化合物粗产物中加入溶剂后进行回流0.1～1小时，趁热过滤，滤液在30～70℃下静置或搅拌2～3小时，然后以1～20℃/小时的速度降温2～6小时，再继续静置或搅拌4～7小时，过滤，将固体洗涤、干燥，得到高纯度烟酰胺类化合物。

2、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的烟酰胺类化合物粗产物为以氰基吡啶为原料碱水解制备烟酰胺类化合物的粗产物。

3、  根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的烟酰胺类化合物粗产物中烟酰胺类化合物的纯度为85～97％。

4、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的溶剂为丙酮、异丙醇、异丁醇、乙酸乙酯、水或苯。

5、  根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于所述的溶剂为丙酮、异丙醇或乙酸乙酯。

6、  根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于所述的溶剂的用量为烟酰胺类化合物粗产物质量的2～10倍。

7、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的回流的温度为55～115℃。

8、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于趁热过滤后的滤液在50～70℃下搅拌2～3小时，或者降温后再继续搅拌4～7小时；其中搅拌的转速为每分钟25～45转。

9、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于降温时的速度为5～10℃/小时。

10、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的高纯度烟酰胺类化合物的纯度在99％以上。

一种制备高纯度烟酰胺类化合物的方法
技术领域
本发明属于精细化工领域，具体涉及一种高纯度烟酰胺类化合物的制备方法。
背景技术
烟酸、烟酰胺属B族维生素，通称VB₃，在实际应用中可等量替代，自然界的烟酸存在于肝、肾、酵母和米糠中，是生物体内脱氢辅酶I或II的组分，参与碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢。它们在医药中可用于治疗糙皮病等，还可以添加到食品和面粉中用以补充人体所需的维生素，其最大的应用领域是用作饲料添加剂。
从氰基吡啶合成烟酰胺的主要方法是加入催化剂，在溶剂中水解。催化剂的选择主要有几类：
(1)碱金属的氢氧化物、硼酸盐、碳酸盐等。如US2435809，DE828247；
(2)氨水。如J Am Chem Soc 65(1943)2256-2257，US4008241；
(3)二氧化锰。如GB1133013，CN1741997A；
(4)其他合成的新型催化剂，或者处理过的树脂，沸石等。
此外，采取生物法制备烟酰胺也是一种途径。如CN200510061183.9，CN200410053448.6。
采用制备的二氧化锰催化，二氧化锰的活性受制备条件的影响较大，而使用高锰酸钾等试剂不仅增加了成本，也对环境污染较严重。采用新型催化剂，受到成本的制约，不适宜大规模生产。而以氨水作为催化剂，转化率不高。采用碱金属的氢氧化物、硼酸盐、碳酸盐等作为催化剂，转化率可以达到99％，但由于有烟酸盐的生成，导致产品纯度不高。根据水解工艺的不同，一般粗品纯度在85％～97％之间。
烟酰胺的纯化主要有两种，一种是通过树脂处理，如GB879551：将含有烟酰胺的溶液通过含有Amberlite IRA-400树脂柱，水洗，用2％硝酸洗脱的方法分离烟酰胺。FR1335502：通过将烟酰胺溶解在水中，将其与无毒的阳离子交换树脂混合，使烟酰胺吸附于树脂上，然后洗脱和干燥树脂的方法制备烟酰胺产品。US3143465：将烟酰胺和潜在的其他产品吸附于含有P(O)OH基团的聚苯乙烯树脂上制备类似类型产品。JP7218875：通过强碱性离子交换树脂如Amberlite IRA-410或IRC-50提纯含有烟酸钠或烟酸钾的烟酰胺。JP7231983：也是将水解溶液通过强碱性离子交换树脂柱。Przem.Chem(1981)60(6)，335-337：Ratajczak等报道了使用磺酸阳离子交换剂WofatitKS-10提纯烟酰胺结晶产生的母液。Kogyo kagaku Zasshi(1957)60，875-879：Atsuaki等用活性炭处理粗的30％的烟酰胺溶液3h，用水稀释到最终浓度为10％，与15℃以1.8ml/min的流速通过含有Amberlite IRA-410和AmberliteIRC-50的二床柱。WO0005211/CN1310710A：莱利公司的大量生产USP级烟酰胺的方法，使用阳离子交换树脂和弱碱性树脂处理烟酰胺反应粗产物，随后通过简单的蒸发回收USP级烟酰胺。
第二种方法是加入溶剂进行重结晶，如US4447614/US4447615：加入酸或碱调节粗烟酰胺反应混合物的pH，从异丁醇中结晶烟酰胺，结晶得到的母液再循环，并且采用蒸馏或将其通过磺化苯乙烯-二乙烯苯共聚物或强碱性苯乙烯-二乙烯苯共聚物季铵树脂反复处理。该文献中只是提到异丁醇，并没有详细的工艺，制备的烟酰胺为符合USP级，纯度是大于98.5％。
发明内容
本发明的目的是通过控制结晶的工艺条件，提供一种可以选择性的得到高纯度的烟酰胺类化合物，达到烟酰胺类化合物和烟酸盐的完全分离的方法。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种制备高纯度烟酰胺类化合物的方法，向烟酰胺类化合物粗产物中加入溶剂后进行回流0.1～1小时，趁热过滤，滤液在30～70℃下静置或搅拌2～3小时，然后以1～20℃/小时的速度降温2～6小时，再继续静置或搅拌4～7小时，过滤，将固体洗涤、干燥，得到高纯度烟酰胺类化合物。
烟酰胺类化合物粗产物为以氰基吡啶为原料水解制备烟酰胺类化合物的粗产物，特别是碱水解制备烟酰胺类化合物的粗产物，在烟酰胺类化合物粗产物制备过程中，原料氰基吡啶包括2-氰基吡啶、3-氰基吡啶或4-氰基吡啶，所采用的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸钠。通过高效液相色谱和高锰酸钾滴定法证实，所述烟酰胺类化合物粗品的纯度为85％～97％。
本发明所指的烟酰胺类化合物不仅仅限于烟酰胺，还包括与烟酰胺类似的化合物，如吡啶-2-酰胺、吡啶-4-酰胺(异烟酰胺)等。
本发明的方法中，先向烟酰胺类化合物粗产物中加入的溶剂为丙酮、异丙醇、乙酸乙酯、水或苯，进一步优选为丙酮、异丙醇或乙酸乙酯。溶剂的用量为烟酰胺类化合物粗产物质量的2～10倍。烟酰胺类化合物粗产物中先在溶剂中进行回流0.1～1小时，其回流的温度为55～115℃，然后趁热过滤。
趁热过滤后的详细步骤为：先将滤液在30～70℃(优选50～70℃)下搅拌2～3小时，或者先将滤液在30～70℃(优选50～70℃)下静置2～3小时，然后程序降温，程序降温后再继续静置4～7小时或保温搅拌4～7小时；其中搅拌的转速为每分钟25～45转。程序降温时的速度为1～20℃/小时，优选为5～10℃/小时，过高或者过低都难以达到本发明提高收率的目的。
本发明最终得到的高纯度烟酰胺类化合物，通过高效液相色谱和高锰酸钾滴定法证实，其纯度在99％以上。
本发明的一种更具体的方法包括将氰基吡啶的水溶液加入碱进行水解；将生成的混合物蒸干，得到所述产物的粗品，通过高效液相色谱和高锰酸钾滴定法证实所述烟酰胺类化合物的粗品纯度为85％～97％。向粗品中加入粗品质量2～10倍的一种溶剂，如丙酮、异丙醇、乙酸乙酯，使所述混合物在55～115℃回流0.1～1小时，将混合物过滤，将滤液在搅拌或静置的状态下按照一定的程序降低温度；将析出的固体过滤，洗涤，干燥，得到所述产物。
本发明利用将含有烟酰胺类化合物和烟酸盐的粗品溶于沸腾的溶剂中，由于烟酰胺类化合物的溶解度随着温度的升高而增加显著，而烟酸盐的溶解度随着温度的升高增加较小的原理。选择合适的溶剂用量，将烟酰胺类化合物完全溶解，而只有部分烟酸盐溶解。趁热过滤，可以将没有溶解的烟酸盐除去，滤液中是大量的烟酰胺类化合物和少量烟酸盐。精密控制结晶的温度和搅拌速度，以一定的程序降低温度，烟酰胺类化合物结晶析出，而烟酸盐留在母液中。本发明通过精确地选择溶剂、溶剂用量、结晶温度和搅拌速度，以及程序降低温度，并使他们之间协同配合，从而得到纯度大于99％的烟酰胺类化合物产品，并最大程度的回收烟酰胺，保证了较高的收率。
本发明通过结晶工艺参数的控制，既可以获得纯度大于99％的烟酰胺产品，又可以保证收率在90％以上。相对于其他工艺，成本上较有优势，适合大规模生产。
具体实施方式
以下实施例通过示例性的方式给出，因此不应解释为对本发明范围的限制。
实施例1
将210g 3-氰基吡啶溶于水，得到质量分数为50％的水溶液，加热到回流温度，在搅拌下加入10％的KOH水溶液15mL，反应10分钟。将水蒸干，得到含有95％烟酰胺的粗品140g。加入500g乙酸乙酯，加热到回流温度，搅拌10分钟，趁热过滤，滤液在60℃下静置2小时，然后温度以每小时5℃的速率下降4小时，继续静置5小时。过滤，乙醇洗涤，在真空干燥箱中80℃干燥1小时。得到纯度为99.1％的烟酰胺产品129g。
实施例2
将100g 3-氰基吡啶溶于水，得到质量分数为30％的水溶液，加热到回流温度，在搅拌下加入5％的NaOH水溶液15mL，反应30分钟。将水蒸干，得到含有96％烟酰胺的粗品78g。加入300g丙酮，加热到回流温度，搅拌15分钟，趁热过滤，滤液在55℃下以每分钟30转的速度搅拌2小时，然后温度以每小时10℃的速率下降2小时，继续以每分钟60转的速度搅拌5小时。过滤，乙醇洗涤，在恒温干燥箱中100℃干燥1小时。得到纯度为99.5％的烟酰胺产品72g。
实施例3
将100g 4-氰基吡啶溶于水，得到质量分数为20％的水溶液，加热到回流温度，在搅拌下加入3％的NaOH水溶液25mL，反应60分钟。将水蒸干，得到含有90％异烟酰胺的粗品70g。加入400g异丙醇，加热到回流温度，搅拌5分钟，趁热过滤，滤液在50℃下以每分钟40转的速度搅拌3小时，然后温度以每小时10℃的速率下降4小时，继续以每分钟70转的速度搅拌6小时。过滤，正己烷洗涤，在恒温干燥箱中100℃干燥2小时。得到纯度为99.0％的异烟酰胺产品65g。