一種直接還原法合成吡啶甲酸鉻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種直接還原法合成吡啶甲酸鉻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]吡啶甲酸鉻是一種礦物質(zhì)，一種人體必需的微量元素。美國農(nóng)業(yè)部營養(yǎng)中心等權(quán)威機(jī)構(gòu)最新研究再次證實(shí)，三價(jià)無機(jī)鉻增強(qiáng)胰島素活性很小，當(dāng)轉(zhuǎn)變成有機(jī)鉻后則具有明顯的加強(qiáng)胰島素活性的作用。作為葡萄糖耐量因子的重要組成部分，吡啶甲酸鉻是糖尿病人不可缺少的微量元素。研究表明，吡啶甲酸鉻穩(wěn)定性強(qiáng)，作為脂溶性的非電解質(zhì)，可順利通過細(xì)胞膜直接作用于組織細(xì)胞，增強(qiáng)胰島素活性，改善人體糖代謝，對(duì)糖尿病的治療有重要的作用。最新研究發(fā)現(xiàn)，吡啶甲酸鉻能提高骨骼肌細(xì)胞中與新陳代謝途徑相關(guān)的一種活性AMP蛋白激酶(AMPK)的數(shù)量，從而改進(jìn)能量平衡和胰島素功能。
[0003]目前，2-吡啶甲酸鉻的合成方法有很多種，歸納主要包括有以下幾種形式:以2-氰基吡啶為主要原材料，以酸或堿水解合成2-吡啶甲酸或吡啶甲酸鈉和以其他原材料合成的2-吡啶甲酸或吡啶甲酸鈉，與三價(jià)鉻鹽直接或間接通過堿溶液滴定螯合生成2-吡啶甲酸鉻，該類工藝合成的吡啶甲酸鉻色澤不統(tǒng)一，不宜控制中間PH值，產(chǎn)品收率也不穩(wěn)定，不利于工業(yè)化規(guī)范操作。
[0004]將2-氰基吡啶與硫酸、鹽酸或硝酸中的一種或多種，與三價(jià)鉻鹽置于高壓反應(yīng)釜中合成2-吡啶甲酸鉻，該類工藝對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較高，屬壓力容器，生產(chǎn)過程中存在著一定的安全隱患。以2-甲基吡啶或2-乙烯基吡啶與高錳酸鉀分解，除去二氧化錳后與三價(jià)鉻鹽合成2-吡啶甲酸鉻，該類工藝中高錳酸鉀價(jià)格昂貴，且會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物二氧化錳，存在著一定的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)安全、無副產(chǎn)物且成本較低的直接還原法合成吡啶甲酸鉻的方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種直接還原法合成吡啶甲酸鉻的方法，包括以下步驟:
(1)取1kg?40kg堿并溶于100L?450L水中，并在溶液攪拌的同時(shí)進(jìn)行加熱，且加熱至50。。?150。。；
(2)緩慢滴入20kg?80kg的2-氰基吡啶，待2-氰基吡啶完全水解后，再向溶液中滴入酸來調(diào)節(jié)pH值至0.5?6.5 ；
(3 )將5kg?50kg鉻鹽投入到步驟(2 )中制得的2-吡啶甲酸溶液中，將溶液進(jìn)行攪拌并升溫到50°C?150°C;
(4 )再在上述步驟(3 )制得的溶液中加入濃度為0.5%?50%還原劑水溶液直至溶液中無六價(jià)絡(luò)為止，并保溫熟化0.5h?5h ；
(5)最后將制得的溶液降溫至50°C以下，并脫水過濾，將過濾物烘干即得到2-吡啶甲酸鉻。
[0007]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉中的一種或者多種組合。
[0008]進(jìn)一步的，所述步驟(2)中的酸為硫酸、鹽酸或硝酸中的一種或多種組合。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟(3)中的鉻鹽為鉻酸酐、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉、鉻酸鉀或鉻酸鈉中的一種或者多種組合。
[0010]進(jìn)一步的，所述步驟(4)中的還原劑水溶液為甲醇、乙醇、葡萄糖、白糖、蔗糖、淀粉、水合肼、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉或硫酸亞鐵中的一種或者多種組合。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，較傳統(tǒng)工藝安全、無副產(chǎn)物、成本較低。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明的一種直接還原法合成P比啶甲酸絡(luò)的方法，包括以下步驟:(I)取1kg?40kg堿并溶于100L?450L水中，并在溶液攪拌的同時(shí)進(jìn)行加熱，且加熱至50°C?150°C;(2)緩慢滴入20kg?80kg的2-氰基吡啶，待2-氰基吡啶完全水解后，再向溶液中滴入酸來調(diào)節(jié)pH值至0.5?6.5; (3)將5kg?50kg鉻鹽投入到步驟(2)中制得的2-吡啶甲酸溶液中，將溶液進(jìn)行攪拌并升溫到50°C?150°C ； (4)再在上述步驟(3)制得的溶液中加入濃度為0.5%?50%還原劑水溶液直至溶液中無六價(jià)鉻為止，并保溫熟化0.5h?5h; (5)最后將制得的溶液降溫至50°C以下，并脫水過濾，將過濾物烘干即得到2-吡啶甲酸鉻。本發(fā)明較傳統(tǒng)工藝安全、無副產(chǎn)物、成本較低。
[0013]其中，所述步驟(I)中的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉中的一種或者多種組合。所述步驟(2)中的酸為硫酸、鹽酸或硝酸中的一種或多種組合。所述步驟(3)中的鉻鹽為鉻酸酐、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉、鉻酸鉀或鉻酸鈉中的一種或者多種組合。所述步驟
(4)中的還原劑水溶液為甲醇、乙醇、葡萄糖、白糖、蔗糖、淀粉、水合肼、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉或硫酸亞鐵中的一種或者多種組合。
[0014]下面通過實(shí)施例對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]實(shí)施例1:
于反應(yīng)罐中加入100L水，攪拌情況下加入1kg碳酸鈉，升溫至50°C，緩慢滴入20kg的2-氰基吡啶，待水解完全后以硫酸調(diào)節(jié)pH值至0.5，加入5kg重鉻酸鉀，以5%甲醇溶液滴定至無六價(jià)鉻后，于50°C持續(xù)保溫2h，降溫至40°C，離心脫水過濾，將過濾物烘干制得2-吡啶甲酸鉻。其中2-吡啶甲酸鉻的收率為97.5%，并通過高效液相色譜法測(cè)得吡啶甲酸鉻主含量為99.59%ο
[0016]實(shí)施例2:
于反應(yīng)罐中加入300L水，攪拌情況下加入20kg氫氧化鈉，升溫至70°C，緩慢滴入40kg的2-氰基吡啶，待水解完全后以硫酸調(diào)節(jié)pH值至4.5，加入15kg鉻酸酐，以5%葡萄糖溶液滴定至無六價(jià)鉻后，于70°C持續(xù)保溫2h，降溫至25°C，離心脫水過濾，將過濾物烘干制得2-吡啶甲酸鉻。其中2-吡啶甲酸鉻的收率為95%，并通過高效液相色譜法測(cè)得吡啶甲酸鉻主含量為99.85%o
[0017]實(shí)施例3: 于反應(yīng)罐中加入350L水，攪拌情況下加入20kg氫氧化鉀，升溫至105°C，緩慢滴入35kg2-氰基吡啶，待水解完全后以硫酸調(diào)節(jié)pH值至3.5，加入12kg鉻酸酐，以10%白糖溶液滴定至無六價(jià)鉻后，于110°C持續(xù)保溫1.5h，降溫至25°C，離心脫水過濾，將過濾物烘干制得2-吡啶甲酸鉻。其中2-吡啶甲酸鉻的收率為96%，并通過高效液相色譜法測(cè)得吡啶甲酸鉻主含量為99.77%。
[0018]實(shí)施例4:
于反應(yīng)罐中加入400L水，攪拌情況下加入40kg碳酸氫鈉，升溫至95°C，緩慢滴入32kg2_氰基吡啶，待水解完全后以硫酸調(diào)節(jié)PH值至3.0，加入15kg鉻酸酐，以1%蔗糖溶液滴定至無六價(jià)鉻后，于110°C持續(xù)保溫1.5h，降溫至25°C，離心脫水過濾，將過濾物烘干制得2-吡啶甲酸鉻。其中2-吡啶甲酸鉻的收率為94%，并通過高效液相色譜法測(cè)得吡啶甲酸鉻主含量為99.57%o
[0019]實(shí)施例5:
于反應(yīng)罐中加入450L水，攪拌情況下加入40kg氫氧化鈉，升溫至150°C，緩慢滴入80kg的2-氰基吡啶，待水解完全后以硫酸調(diào)節(jié)pH值至6.5，加入50kg鉻酸鈉，以50%乙醇溶液滴定至無六價(jià)鉻后，于150°C持續(xù)保溫5h，降溫至25°C，離心脫水過濾，將過濾物烘干制得2-吡啶甲酸鉻。其中2-吡啶甲酸鉻的收率為95.5%，并通過高效液相色譜法測(cè)得吡啶甲酸鉻主含量為99.92%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直接還原法合成吡啶甲酸鉻的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)取1kg?40kg堿并溶于10L?450L水中，并在溶液攪拌的同時(shí)進(jìn)行加熱，且加熱至50。。?150。。； (2)緩慢滴入20kg?80kg的2-氰基吡啶，待2-氰基吡啶完全水解后，再向溶液中滴入酸來調(diào)節(jié)pH值至0.5?6.5 ； (3)將5kg?50kg鉻鹽投入到步驟(2)中制得的2-吡啶甲酸溶液中，將溶液進(jìn)行攪拌并升溫到50°C?150°C; (4 )再在上述步驟(3 )制得的溶液中加入濃度為0.5%?50%還原劑水溶液直至溶液中無六價(jià)絡(luò)為止，并保溫熟化0.5h?5h ； (5)最后將制得的溶液降溫至50°C以下，并脫水過濾，將過濾物烘干即得到2-吡啶甲酸鉻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直接還原法合成吡啶甲酸鉻的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉中的一種或者多種組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直接還原法合成吡啶甲酸鉻的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的酸為硫酸、鹽酸或硝酸中的一種或者多種組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直接還原法合成吡啶甲酸鉻的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的鉻鹽為鉻酸酐、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉、鉻酸鉀或鉻酸鈉中的一種或者多種組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直接還原法合成吡啶甲酸鉻的方法，其特征在于:所述步驟(4)中的還原劑水溶液為甲醇、乙醇、葡萄糖、白糖、蔗糖、淀粉、水合肼、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉或硫酸亞鐵中的一種或者多種組合。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種直接還原法合成吡啶甲酸鉻的方法，包括以下步驟:（1）取10kg～40kg堿并溶于100L～450L水中，攪拌的同時(shí)進(jìn)行加熱，且加熱至50℃～150℃；（2）緩慢滴入20kg～80kg的2-氰基吡啶，待2-氰基吡啶完全水解后，滴入酸來調(diào)節(jié)pH值至0.5～6.5；（3）將5kg～50kg鉻鹽投入到步驟（2）中制得的2-吡啶甲酸溶液中，攪拌并升溫到50℃～150℃；（4）再在上述步驟（3）制得的溶液中加入濃度為0.5%～50%還原劑水溶液直至溶液中無六價(jià)鉻為止，并保溫熟化0.5h～5h；（5）降溫至50℃以下，并脫水過濾，將過濾物烘干即得到2-吡啶甲酸鉻。
【IPC分類】C07D213/803
【公開號(hào)】CN105541707
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610058112
【發(fā)明人】譚光坤
【申請(qǐng)人】四川尚元精細(xì)化工有限責(zé)任公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日