吡啶硫酮锌的技术调查报告

吡啶硫酮锌的技术调查报告

精化0912 钱欢前言

本报告技术部分对吡啶硫酮锌的生产工艺及技术进展做了详细的介绍，从工艺原理、工艺流程、工艺过程、反应机理、副反应及预防控制措施、设备、岗位定员、成本估算、环境保护、技术特点、产品质量标准等许多方面进行了深入探讨，可以供国内吡啶硫酮锌技术开发参考；本报告通过参考大量专利文献对吡啶硫酮锌的工艺技术进展做了系统介绍。吡啶硫酮锌能有效抑制细胞的角化速度，从根本上阻断头屑的产生，因此吡啶硫酮锌在人们日常生活中具有很大的作用。吡啶硫酮锌研制开发至今已有多年了，也有许许多多不同的方法，此调查报告将近一步深入的调查吡啶硫酮锌的生产技术。

一、国内生产工艺

1. 2-氯吡啶合成法

以2-氯吡啶为起始原料,在冰醋酸介质中用质量分数为30%H

2O

2

直接氧化, 再

与NaSH 进行巯基化,然后同ZnSO

4

螯合成盐得到吡啶硫酮锌(ZPT)。同时还研究了溶剂的回收套用、不同催化剂对氧化反应的影响及不同pH 值对巯基化反应的影响, 优化条件下ZPT总收率可达78.0%。通过对溶剂的循环使用,减少了溶剂(冰醋酸) 用量6617%,反应收率也提高了10%左右,巯基化反应的pH 值控制在9～10。产品经熔点、含量、pH值和IR的测试,达到了出口标准的要求。

2. 2-氨基吡啶合成法

以2-氨基吡啶为起始原料,用乙酸酐乙酰化成2-甲酰氨吡啶,再用双氧水氧化成2-甲酰氨吡啶-N -氧化物,之后水解成2-氨基吡啶-N -氧化物,然后重氮化成2-氯-N -氧吡啶、巯基化成2-巯基-N -氧吡啶,最后与氢氧化锌反应生成最终产物吡啶硫酮锌。

3.钨催化氧化方法

在过氧乙酸氧化的路线中加入钨丝提高产率和反应的速度，由于钨丝价格高，需要回收，使工艺百年的复杂，同时使生产成本提高。经济收益大打折扣。

4. 2-卤代吡啶法

以2 -卤代吡啶为原料, 经氧化、巯基化和螯合成盐等几步合成得到吡啶硫酮锌。

二、国外生产技术

1.以2-氨基吡啶为起始原料，在溴、氢溴酸、亚硝酸钠存在下进行Craig 反应得2-溴吡啶，后者与40%过氧乙酸进行氧化反应，氧化产物与硫脲缩合再进行水介得Spt等。

2.以2-氨基吡啶为起始原料，经醋酐乙酰化、氧化水解、重氮化、氯化、巯基化和成盐得成品。

3.以吡啶2-羧酸为起始原料，经氧化、氧化物金属盐脱羧而得。

4.以吡啶为起始原料，竞夺酸氧化得氧化物，而后在催化剂存在下在二甲基亚砜、甲苯中合成2-巯基吡啶-N-氧化物，最后制得Spt或Zpt。

三、各种工艺优缺点比较

生产方法优点缺点发展趋势

2-氯吡啶合成法反应比较完全,产

物收率较高不适合工业化目前用的最广的

一种生产方法

2-氨基吡啶合成

法原料易得，收率也

较高

原料昂贵，反应步

骤多，生产周期

长，对环境有污染

用这种方法的不

多

钨催化氧化方法提高产率和反应

的速度钨丝价格高，工艺

的复杂，生产成本

提高

目前基本不用这

种生产方法

2-卤代吡啶法原料易得活泼性不如溴代

吡啶用这种方法的不

多

传统工艺中存在的问题：

①氧化反应的时间长。每次投料，氧化主反应期需要30小时，总用时36小时。

②氧化剂消耗量大，生产每吨96%的ZPT需要消耗2600公斤27.5%的双氧水。

③回收催化剂工艺复杂，需要消耗较多的辅料；催化剂回收率低，约为60%。

④不能由巯基化直接得到合格的吡啶硫酮钠。

四、较优方法选择

通过上述各种方法比较一般使用2一氯吡啶为原料生产ZPT，它在国内已工业化生产；巯基化剂可用尿素和硫氢化钠，尿素价格高，所以以2-氯吡啶和硫氢化钠为主要原料，先用过氧化氢氧化，再用硫氢化钠巯基化得到产品；因巯基比吡啶环上N原子更容易氧化，因而一般不采用先巯基化后氧化的路线。2-巯基吡啶-N-氧化物对光不稳定，所以制成工业上易于贮存和使用的钠盐水溶液。

该工艺简单，操作方便收率稳定，适合于工业化生产。在5o a的中试装置上生产l t多产品，基本上达到了小试的水平；质量指标为：外观为淡黄色透明液体，含量41％，相对密度为l .24，pH=I1.2，颜色检验为4.5色标。完全符合出口的标准。因此我们在实验中可以采用2-氯吡啶合成法。

四、工艺带来的经济效益

浙江丽晶化学有限公司是国内最大的ZPT生产商。丽晶生产的ZPT干粉含量高，色泽白，占据国内生产量的60%以上，大量出口到世界各地。丽晶生产的ZPT-50粒径细，稳定性好，放置一年也不分层沉淀，是国内唯一达到国际水平的。丽晶ZPT-50已进入联合利华、蒂花之秀等知名企业，占据国内生产量的90%以上，也是国内唯一为大公司使用的。

国外的生产厂家主要是美国的Arch公司，是当前国内外市场上的吡啶硫酮系列产品的主要供应厂家。日本和印度也有生产厂，但与前者相比无论是生产能力还是产品质量都差得很远，产品多在本国内销售。

★天津圣华药业研发有限公司的吡啶硫酮铜（CPT）设计规模为500吨/年，正在试生产过程中。

★天津环球化学有限公司的吡啶硫酮锌（ZPT）设计规模为1000吨/年，企业处于停滞状态，原因不祥。原来中试时已经产出约100吨的吡啶硫酮锌（ZPT）产品。

★杭州三禾化工有限公司的吡啶硫酮系列产品尚处于小中试的开发阶段。

★无锡市珠峰精细化工有限公司的吡啶硫酮系列产品尚处于小中试的开发阶段。

五、选择实验方案

2-氯吡啶合成法：

1.实验仪器

熔点采用X- 4 显微熔点测定仪测定, IR 光谱采用美国Nicolet 公司IMP410 型傅立叶变换红外光谱仪测定(KBr 压片) 。

2.实验药品

2-氯吡啶质量分数为99 %; 硫氢化钠质量分数为70 %; 过氧化氢质量分数为30 %; 冰乙酸、盐酸为工业品; 邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、硫酸、硫酸锌、氢氧化钠和碳酸钠均为化学纯试剂。

3.实验原理

3.1 2-氯-N -氧吡啶(Ⅰ)的合成

N Cl H2O2

CH3COOH

N

O

Cl

3.2 2-巯基-N -氧吡啶( Ⅱ)的合成

N O

Cl N

O

SNa

NaSH

N

O

SNa

H+

N

O

SH

3.3吡啶硫酮锌(Ⅲ)的合成

N O SH

NaOH

N

O

SNa