2-烟酸合成新工艺-重新认识烟酸-张伟

烟酸的应用
1 饲料添加剂、食品保健品营养补充剂、医药药物 用于维生素类营养添加剂；治疗类药物。
COOH N
2 医药中间体
合成异烟肼、癸烟酯、烟酸肌醇酯、烟酸维生素E等药 物。 3 电镀光亮剂
用作光亮添加剂及塑料稳定剂等。
4 日用和感光材料
合成的头发生长促进剂、染发助剂，以及抗氧化剂和抗灰雾 剂。
烟酸的定义
质
烟酸
烟酰胺
其实更好的是烟酸
理
从表观理化性质及饲料加工特性来看：
化
性
• 烟酸和烟酰胺均具有较好的流动性、较低的吸湿性。
状
• 烟酸在潮湿的环境中的吸湿性更弱于烟酰胺。
结
• 烟酰胺在潮热的环境下表现出较明显的结块性，不利于其在
论
饲料生产、储运过程中得稳定性；而烟酸无此现象和问题。
就饲料生产加工特性来说，烟酸更适合！
大降低损失率，提高动物对烟酸的利用率。
结 晶 烟 酸
①③ ②④
①崴尼达结晶烟酸 ②崴尼达结晶烟酸 ③ 某公司烟酸 ④ 某公司烟酸
以上图片由天津大学国家工业结晶工程技术研究中心检测提供
重新认识烟酸
烟酸/烟酰胺应用现状
烟酸和烟酰胺在饲料、食品和医药工业中，均作为烟酸 补充剂广泛使用。
烟酸/ 烟酰胺主要用作饲料添加剂，约占75-80%；其余 用于食品、医药等行业， 约占20-25%。
其实更好的是烟酸
氯化胆碱对烟酸及烟酰胺稳定性的影响
关
测试方法：将20%烟酸或烟酰胺分别加入含有20%氯化胆碱、30%球磨糠、
30%载维宝中，充分混合均匀，密闭放置于室温条件下，分别
于
测量烟酸或烟酰胺随时间的含量变化。
稳
定
性
烟酸和烟酰胺与氯化胆碱相混合储存均能保持很高的稳定性，损 失率极低。
其实更好的是烟酸
COOH N
烟酸
CONH2 N 烟酰胺
NaCN（氰化钠） HCN （氢氰酸）
二战时期被纳粹德 国广泛用于集中营现 场制造氢氰酸，并通 过管道输送到伪装成 澡堂的毒气室，杀害 了很多犹太人。
剧毒，LD50（大鼠，经 口)6.44mg/kg，最小致死量 (人，经口)2.85mg/kg。
人口服氢氰酸0.06克，氰化钠0.1-0.3克即可死亡
充分保障原材料供应
工艺路线 短 生产成本 低 产品质量 优
产品实现 崴尼达的工艺
3-甲基吡啶 催化剂
50%稀硫酸
1 配料反应车间 2 分离回收车间 3 精烘包车间
1
高温反应
催化剂分离
2
浓缩回收
酸化结晶
稀硫酸
结晶造粒
纯水
干燥包装
干燥
3
本工艺路线在水体系中进行，安全性高、生产成本低、产品质量高，过程水循环利用、废水产生少，少量 废水可作为锅炉给煤使用，不存在废渣排放。过程中废气均通过洗涤吸收塔吸收处理后最为配料循环利用。
和
3 烟酸还具有血管扩张、减少动脉粥样硬化
效
及抗高血脂的作用，而烟酰胺则无此类药理
价
作用。(目前原因尚未明)
在饲料中使用烟酸，能获得一定的“额外营养功效”
烟酸/烟酰胺
关
1、烟酸和烟酰胺的工艺均较成熟和稳定，市
于
场上主流产品的活性成分含量均很高。
纯
度 和
2、由于生产工艺的差异，一般来说，烟酸的
成
生产成本高于烟酰胺。
烟酸合成新工艺--重新认识烟酸
银河化学股份·崴尼达医药科技 2014-12·杭州
目录
1、烟酸概述 2、烟酸的合成工艺 3、一步法结晶制粒合成烟酸 4、其实更好的是烟酸
烟酸概述
烟酸简介
也称作维生素B3，或维生素PP，耐 热，能升华。它是人体必需的13种 维生素之一，是一种水溶性维生 素，属于B族维生素。
N 喹啉
+ HNO3 硝酸
COOH
N 烟酸
优点：特点是生产规模大，技术成熟，产品纯度高； 缺点：必须在高压、高温的条件下进行，设备的要求高，投资规模大，必须 达到5000T/a以上规模才能有较好的经济效益。
烟酸合成 现行工艺
CH3CHO + HCHO + NH3
乙醛
甲醛 氨气
催化剂
3-甲基吡啶
CH3
烟酸生产技术的发展方向
1. 降低生产成本。 2. 降低对环境污染的压力。 3. 烟酸产品部分理化特性指标的改进。
烟酸的合成工艺
烟酸合成工艺路线
CH3 N 3-甲基吡啶
CH2CH3 H3C N
2-甲基-5-乙基吡啶
N 喹啉
COOH N 烟酸
烟酸合成 历史工艺
CH3 + KMno4
N
3-甲基吡啶 高锰酸钾
COOH N
烟酸
+ Mno2 二氧化锰
生产1t烟酸需耗 4t高锰酸钾，生 产成本高，经济 效益低。
CH3 + HNO3
N
3-甲基吡啶
硝酸
H2SO4
硫酸
COOH N 烟酸
原料成本低，但 腐蚀性大，三废 污染严重，不适 合大规模工业生 产。
烟酸合成 历史工艺
CH2CH3 H3C N
2-甲基-5-乙基吡啶
在饲料工业领域——
中国，以烟酰胺为主要添加形式，目前约占90%以上。 国外，烟酸、烟酰胺并存。
• 价格、成本 • 早期的烟酸产品多呈粉末状，刺激味大 • 国内饲料生产的自动化及机械化程度不高，人工操作较多
客户的需求
烟
1. 活性成分含量
酸
2. 添加使用成本
/
3. 动物与消费者安全
烟
4. 工人操作的舒适性及安全性
其实更好的是烟酸
储存稳定性（与烟酰胺对照）
关
测试方法：将样品适量置培养皿中，露置于恒温恒湿的容器中，在温度
40℃，相对湿度90%的条件下放置，于0、10、30、60天取样
于
进行HPLC测定主含量和相关杂质变化情况（见下图）。
稳
定
性
烟酸和烟酰胺的贮存稳定性均较好，60天后留存率均大于98%以上， 但烟酸略高于烟酰胺胺。
关
测试方法：将20%烟酸或烟酰胺分别加入含有20%硫酸铜（需粉碎至细粉
末）、30%球磨糠、30%载维宝中，充分混合均匀，密闭放置
于
于室温条件下，分别测量烟酸或烟酰胺随时间的含量变化。
稳
定
性
微量元素硫酸铜对烟酸及烟酰胺的活性有微小的影响，60天的 储存期，其留存率大于90%以上。
烟酸/烟酰胺
碘酸钙对烟酸及烟酰胺稳定性的影响
催化剂
+ NH3 N
催化剂
氨气
HCl
CN
NaOH
N 3-氰基吡啶
COOH N
烟酸
CONH2
CH3 CN CN 2-甲基戊二腈
副
己二腈
美国Du Pont公司
N 烟酰胺
氨氧化法是目前世界上采用较多的一种工艺， 美国Lumus公司、德国Degussa公司、印度 Jubilant和日本的Yuki Gosei公司等均采用该 工艺进行生产。
状
微量添加剂的有效性。
以下试验由崴尼达医药实验室完成
烟酸/烟酰胺
关
流动性
于
评价方法：休止角（一定量的粉体堆层的自由斜面与水平面间形成的最大
夹角）。tanθ= h/rθ称为休止角。
理
θ越小，表明粉体的流动性越好。
化
性
质
烟酰胺
烟酸
烟酸略优于烟酰胺流动性
烟酸/烟酰胺
关
吸湿性
于
测试方法：将样品置于培养皿，精密称量，在露置于恒温恒湿的容器中，
①厂正门 ②3-甲基吡啶罐区 ① ② ③原料库-分离回收车间 ③ ④ ⑤ ④精烘包车间 ⑤锅炉房
产品实现 生产车间库房
配料反应车间一角
超纯水车间一角
精烘包车间一角
浓缩回收-蒸发器
精烘包车间一角
成品库房一角
产品实现
通过控制降温结晶速率，解决烟酸结晶粉末化问题，提高烟酸结晶粒度。 提高烟酸缓释效果，减缓烟酸在动物消化道内剧烈溶解而产生的刺激，大
关
测试方法：将50%烟酸或烟酰胺分别加入50%碘酸钙中，充分混合均匀，
理
在温度40℃、相对湿度90%的条件下放置，于2、5、10天取样
化
测定，与0天测定结果相比较。
性
质
烟酸和烟酰胺的吸湿性均较低，但烟酸的吸湿性较烟酰胺更低！
烟酸/烟酰胺
关
结块性
于
测试方法：将相同量的烟酸和烟酰胺置于培养皿中，露置于温度43℃、
相对湿度55%的容器中放置24小时，观察其结块情况。
理ห้องสมุดไป่ตู้
化
性
泛酸钙对烟酸及烟酰胺稳定性的影响
关
测试方法：将20%烟酸或烟酰胺分别加入含有20%泛酸钙、30%球磨糠、
30%载维宝中，充分混合均匀，密闭放置于室温条件下，分别
于
测量烟酸或烟酰胺随时间的含量变化。
稳
定
性
泛酸钙对烟酸及烟酰胺的活性影响均很微弱，可以安全的再饲料 中一起混合。
其实更好的是烟酸
硫酸铜对烟酸及烟酰胺稳定性的影响
广义的烟酸概念
具有生物活性的3-吡啶甲酸及其衍生物的总称
狭义的烟酸概念
3-吡啶甲酸
烟酸的生产历史
1867年德国科学家Huber以硝酸氧化尼古丁首次人工 合成了烟酸。
1912年Funk从酵母和米糠中分离出烟酸。 从20世纪50年代起, 国外开始采用工业方法大批量生 产烟酸/烟酰胺。 我国生产烟酸起源于20世纪70年代。 2013年，全球烟酸/烟酰胺的产量已突破50000吨。 烟酸的生产技术已经是一个相对成熟和稳定的技术。
N
COOH
【中文名称】 烟酸， 【中文别名】吡啶-3-甲酸； 尼可酸；尼克酸；尼古丁酸；维 生素PP
分子式：C6H5NO2 分子量：123.11 CAS：59-67-6
烟酸在人体内转化为烟酰胺，烟酰胺是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组成部分， 参与体内脂质代谢，组织呼吸的氧化过程和糖类无氧分解的过程。
①具有较强的扩张周围血管和治疗糙皮病效果，可使动物皮红毛亮； ②促进消化系统的健康，减轻胃肠障碍和腹泻现象 。
白色针状结晶。熔点236℃，1克本品溶 于60 ml水，易溶于沸水和沸醇，不溶 于丙二醇、氯仿和碱溶液，不溶于醚及 脂类溶剂。能升华，无气味，味微酸。
【英文名】 Nicotinic acid
【别 名】 Niacin; Vitamin
PP; 3-Pyridinecarboxylic
acid;3-Carboxypyridine
废为宝。
产品实现
三废治理
废水废渣处理流程
酸化结晶
母 液
粗品洗涤
母 液
纯水
母 液
重结晶
干燥
本工艺过程产生废水主要为 高含量的硫酸钠溶液，经硫酸钠 三效连续蒸发结晶器蒸发结晶， 离心分离后硫酸钠可作为生产硫 磺碱等原料使用，离心母液返回 蒸发结晶，真正达到废水零排 放，废渣变废为宝。
芒硝
产品实现 生产厂区
一步法结晶制粒合成工艺
项目简介
项目以具有自主知识产权“3-甲基吡啶 一步法生产烟酸”新工 艺为技术支撑。
由四川省银河化学股份有限公司投资控股成立绵阳崴尼达医药科 技公司，总投资达1.38亿元，专业生产烟酸。
致胜有道 专注烟酸
产品实现 崴尼达的工艺
乙醇 甲醇
乙醛 甲醛
氨
3-甲基吡啶
烟酸
2-氯烟酸
产品实现
配料
三废治理
废气回收处理流程
反应
3-MP
催化剂分离 蒸发浓缩
配料
稀硫酸吸收
CH3 + H2SO4
N
CH3 N HSO4
3-甲基吡啶
硫酸 3-甲基吡啶硫酸盐
本工艺过程废气主要是反应物料转移过程中产生，含有少量3-甲基吡啶气体，采用20%稀硫酸
喷淋吸收工艺进行回收废气，吸收液作为配料稀酸使用，基本可达到3-甲基吡啶零排放，从而变
本
崴尼达医药科技公司采用一步法结晶制粒生产烟酸的 新工艺，降低了烟酸的生产成本，使之接近于甚至略 低于烟酰胺，为客户提供了更多选择的可能性。
烟酸/烟酰胺
1、烟酸和烟酰胺的毒性都很低，均属于微毒物质。
关
非反刍动物能耐受的口服剂量至少是其正常需要量的
于
10-20倍。
安
全
2、烟酰胺的潜在毒性大于烟酸，可能是后者的4倍，
酰 胺
5. 适宜的加工特性(流动性、吸潮性、混合均 匀度)
6. 与其他营养成分混合的稳定性及破坏性
烟酸/烟酰胺
关
1 生理功能
于
烟酸与烟酰胺具有几乎完全相同的生理功能：是
生
动物体内辅酶I(NAD)和辅酶Ⅱ(NADP)的重要组
理
成成分。
作
2 生物学效价
用
两者具有等同的生物学效价，活性计量相同。
烟酸/烟酰胺
问题提出
关
现有的关于饲料中维生素的研究多集中在稳定性较差的维
于 稳
生素A、维生素E及维生素B1、维生素C等，而稳定性相对较好
定
的烟酸（烟酰胺）稳定性的报道较少。
性
预混料储存期间的水分、pH值以及微量元素的添加形式等
对烟酸（烟酰胺）的稳定性影响鲜见报道。
在预混料中，烟酸（烟酰胺）对其他营养成分（维生素或 微量元素）活性及效价的影响也不清楚。
性
甚至更多！
3、小鼠口服的半致死量（LD50）分别为
烟 酸：3500-7000 mg/kg
烟酰胺：2500-3500 mg/kg
用烟酸 更安全
烟酸/烟酰胺
关
问题提出
于
饲料生产过程中涉及到输送、混合、制粒、
理
垛码等环节，对微量添加剂（维生素、微量元
化
素等）的表观形状，如粒径大小、流动性、吸
性
湿性等有一定的要求，只有正确添加才能达到
烟酸合成 现行工艺
乙醇 甲醇
乙醛 甲醛
吡啶 70%
催化剂
3-甲基吡啶
3-氰基吡啶
氨
30%
烟酸 具有从基础原料到产品完整产业链，原材料不受控制。
烟酰胺
催化剂
2-甲基戊二腈
3-甲基吡啶
3-氰基吡啶
原材料为杜邦公司生产己二腈副产品，价格极其低廉。
烟酸 烟酰胺
烟酸合成 现行工艺
HCl
CN
NaOH
N 3-氰基吡啶