更新时间:2024-10-30 17:31
烟酸,化学名称吡啶-3-甲酸,是一种有机化合物,化学式为C6H5NO2,为白色结晶性粉末,主要存在于动物内脏、肌肉组织,水果、蛋黄中也有微量存在,是人体必需的13种维生素之一。烟酸主要用于饲料添加剂,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。烟酸还是一种应用广泛的医药中间体,以其为原料,可以合成多种医药,如尼可刹米和烟酸肌醇酯等。此外,烟酸还在发光材料、染料、电镀行业等领域发挥着不可替代的作用。
1867年第一次在实验室里合成烟酸,但直到二十世纪30年代烟酸才真正实现工业化。最初工业化通过氧化尼古丁合成烟酸,后大多采用喹啉、2-甲基-5-乙基吡啶和3-甲基吡啶等烷基吡啶为原料,经化学或电化学氧化合成烟酸。从合成方法分类,一般分为以硝酸、高锰酸钾等作为氧化剂的试剂氧化法,以氨气和空气作为氧化剂的氨氧化法,空气直接氧化法,电解氧化法,生物转化法和吡啶羟基化法等。从主要原料分类,有尼古丁、6-羟基喹啉、萘、吡啶、3-吡啶甲醛、3-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶,应用较广的是3-甲基吡啶路线。
硝酸氧化法
以硝酸为氧化剂,在钛材管式反应器中通入硝酸水溶液和MEP的混合物,在330℃、29MPa反应8h再分离、精制得到烟酸纯品。
空气氧化法
空气氧化法以空气作为氧化剂直接氧化3-甲基吡啶合成烟酸,因其效率高、成本低的特点近年来备受关注。这一方法最早是在加有催化剂的烷基吡啶中通入空气进行氧化反应,后来改进为以3-甲基吡啶为原料,在固定床反应器中,在350℃-400℃下气固相催化氧化反应3h合成烟酸。催化剂可以长期套用,通过空气直接氧化3-甲基吡啶得到烟酸,经济性较好,如果能提高单程转化率,将成为一种成本低、效率高的生产工艺,其核心在于高效、低成本、寿命长的催化剂开发,大都停留在实验室研究阶段,尚未有成功实施产业化的报道。
电解氧化法
电解氧化法因其条件温和、氧化剂价格低廉、毒性及污染小、生产成本低等优点,在生产上应用较为广泛。与化学氧化法相似,常以烷基吡啶类化合物为原料,经电化学氧化合成烟酸,但不足之处在于电解效率低,主要是因为电解槽所用隔离膜选择渗透性差,使该法工业生产受到较大限制。
氨氧化法
该法以3-甲基吡啶或MEP为原料,在催化剂床层中与氨和氧气按一定比例进行气固相催化氧化,生成3-氰基吡啶,水解纯化得到烟酸。该工艺使3-甲基吡啶的单程转化率提高到99%,3-氰基吡啶水解制备烟酸的选择性也提高到99%。
氨氧化法原料是吡啶碱生产过程中产出比例最高的副产物——3-甲基吡啶,价格低廉,来源广泛,且反应条件相对温和,在常压或低压条件下即可进行,生产安全可靠,现有技术单程转化率较高,选择性较好,得到的产品纯度高,可实现连续化合成,适合大规模工业化生产,已成为工业上制备烟酸应用最广泛的方法之一。
生物合成法
腈的酶法水解有着化学方法无可比拟的优越性,具有效率高、选择性好、反应条件温和、环境污染小、成本低、产物光学纯度高等优点,符合绿色化学的发展方向。瑞士已有公司将酶催化法合成B族维生素烟酸实现工业化生产。日本京都大学山田秀明等以Rhodococcasrhodochrous J1菌生产烟酸。
烟酸有3种商品规格,即食品级、饲料级和医药级。烟酸主要作为饲料的营养性添加剂(水溶性维生素),也用于食品、医药、染料的中间体,同时用做电镀液的添加剂和生化试剂。
烟酸在动物肝肾、牛奶、鸡蛋、糠麸及新鲜蔬菜中含量较多。
本品为吡啶-3-羧酸,按干燥品计算,含C6H5NO2应不少于99.0%。
本品为白色结晶或结晶性粉末,无臭或有微臭。
本品在沸水或沸乙醇中溶解,在水中略溶,在乙醇中微溶,在乙醚中几乎不溶,在碳酸钠试液或氢氧化钠试液中易溶。
吸收系数
取本品,精密称定,加0.1mol/L氢氧化钠溶液溶解并定量稀释制成每1mL中约含20µg的溶液,照紫外-可见分光光度法(通则0401),在263nm的波长处测定吸光度,吸收系数(E1%1cm)为248~264。
1、取本品约4mg,加2,4-二硝基氯苯8mg,研匀,置试管中,缓缓加热熔化后,再加热数秒钟,放冷,加乙醇制氢氧化钾试液3mL,即显紫红色。
2、取本品约50mg,加水20mL溶解后,滴加0.4%氢氧化钠溶液至遇石蕊试纸显中性反应,加硫酸铜试液3mL,即缓缓析出淡蓝色沉淀。
3、取本品,加水溶解并稀释制成每1mL中约含20µg的溶液,照紫外-可见分光光度法(通则0401)测定,在262nm的波长处有最大吸收,在237nm的波长处有最小吸收,237nm波长处的吸光度与262nm波长处的吸光度的比值应为0.35~0.39。
4、本品的红外光吸收图谱应与对照的图谱(光谱集422图)一致。
取本品约0.3g,精密称定,加新沸过的冷水50mL溶解后,加酚酞指示液3滴,用氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)滴定。每1mL氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)相当于12.31mg的C6H5NO2。
维生素类药。
密封保存。
1、烟酸片。
2、烟酸注射液。