吡啶羧酸铬的合成工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种吡啶羧酸铬的合成工艺，用２－氰基吡啶和三价铬盐为反应物，在８０－２００℃，２－３个标准大气压力下，通过一步水热合成反应生成吡啶羧酸铬。本发明专利技术具有操作简单，易于实现规模化生产，极大地降低了生产成本、且全过程为绿色生产，环境污染少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吡啶羧酸铬(2-吡啶甲酸铬)的合成工艺。技术背景铬(Cr)是一种重要的营养成分，铬的主要生理作用是通过强化 胰岛素功能而影响碳水化合物、脂类机蛋白质的代谢。近年来的研究 证明，在动物高强度生长期，铬不仅可调节蛋白质代谢，而且还可作 为免疫调节剂来影响动物的健康和生长性能，在我国的食量结构中， 由于精制、加工和土壤被淋洗，铬的摄取量很少。因此，不论是人类 还是动物一般都缺络，这种效果可以从补铬后动物生产能力的有利反 应容易的看出，因此可以说畜牧生产所用的日粮中含铬量都不够，铬 的补给应该提到日程上来。铬盐--般分为三价铬和六价铬盐，六价铬毒性大，三价铬毒性较 小，但在目前饲料法规条件下，在畜禽饲料中添加无机铬是不允许的。 而吡啶甲酸的三价铬盐是无毒的，可用亍词料的添加。在吡碇甲酸的 三价铬盐中，2 —吡啶甲酸铬(也称吡啶羧酸铬，俗称有机铬)是近 年来发展起来的一类重要的词料及食品添加剂，尤其是在饲料工业方 面有着广泛的用处。目前2—吡啶甲酸铬的合成工艺有多种，但是其 基本的合成步骤都是采用2-吡啶甲酸与三价铬盐反应合成2 —吡啶甲 酸铬，如中国专利技术专利申请号200510012886.2公开一种2 —吡啶甲酸 铬的合成方法，其先通过2-甲基吡啶经氧化反应得2-吡啶甲酸，然 后2-吡啶甲酸再与铬盐反应合成2—吡啶甲酸铬。中国专利技术专利申请 号01141486.3公开饲料添加剂2 —吡啶甲酸铬合成工艺，其合成过程 是由2-乙烯基吡啶经氧化反应得2-吡啶甲酸，然后2-吡啶甲酸再与铬盐反应即得2 —吡啶甲酸铬。上述两种合成工艺，步骤多、操作难 度大、且存在氧化剂回收问题，容易造成环境污染。美国专利号5677461公开了吡啶羧酸铬合成工艺，其通过2-吡啶甲酸与铬盐反应 得到2 —吡啶甲酸铬，直接由2-吡啶甲酸与络盐发生络合反应生成吡 啶甲酸铬的工艺，由于2-吡啶甲酸价格昂贵，使得生产出的2-吡啶 甲酸铬的价格居高不下，直接影响到2-吡啶甲酸铬在词料添加剂和食 品添加剂中的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一 种操作简单、成本低、反应污染少的吡啶羧酸铬的合成工艺。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是，使用2-氰基吡啶和三价 铬盐为反应物，在80-20(TC、 2-3个标准大气压力下通过水热合成反 应一步生成吡啶羧酸络，其反应式为<formula>formula see original document page 4</formula>反应后产物吡啶甲酸铬在水中溶解度很低，会结晶出来，过滤即 可分离，剩余的只有氨盐，由于反应体系密闭，剩余的氨盐不会产生 氨气污染环境，氨盐可以经过浓縮后得到氨盐结晶作为副产品。整个 工艺污染少，原子利用率高，符合绿色化学的概念和要求。经本专利技术合成的产物为紫色微晶，也可以培养成大的晶体，经x射线单晶衍射解析，证明了这个结构，该结构与一个水分子共同结晶析出，由氢键连接，形成一个一维链状结构(附图说明图1 、图2所示) 此外产物经元素分析证实为2-吡啶羧酸铬 其中碳，氢和氮用EA 1112型元素分析仪测定;IR用EQUINOX55型红外光谱仪(Bruker公司)测定(KBr压片)；MS用11 OOLC/MSD Trap SL型液-质联用仪测定，单晶数据由Mercury CCD单晶衍射仪测定， 获得以下数据元素分析数据，计算值％:0 51.68，H2.87，N 10.05;实测值％: C 51.88， H2.79, N 10.07。IR， v觀(cm"): 3048 (W， C画H)， 1677 (S， C=0反对称)，1619 (m, C=C， C=N)， 1325 (S， OO对称)。MS (魔)419 (M+， 15%)可知产物为2-吡啶羧酸铬。进一步设置是所述的三价铬盐为水溶性三价铬盐。 进一步设置是所述水溶性三价铬盐为三氯化铬、硝酸铬、硫酸铬。 进一步设置是上述的反应过程是在以聚四氟乙烯为内衬的高压反应釜中进行。本专利技术的优点在于1、 操作简单，易于实现规模化生产，本专利技术无需添加任何 试剂，通过水汽化产生压力和加热条件下，直接将2-氰基吡啶氧化为2-吡啶甲酸，2-吡啶甲酸再与铬络合生成2-吡啶甲酸铬，两步反应同 时进行，直接生成了2-吡啶甲酸铬，整个操作可以直接在高压反应釜 中进行，操作简单；2、 极大地降低了生产成本，本专利技术采用的反应物2-氰基吡 啶目前市售价格约14万/吨，远低于2-吡啶甲酸约40万/吨的市价， 而且本专利技术合成中只加2-吡啶甲酸铬和氨盐，副反应少，杂质少，产 物易于分离，产物产率高；3、反应为密闭体系，整个反应产生污染少且可控制，可实 现绿色生产，减少环境污染。说明书附图图l本专利技术合成产物的晶体x射线单晶衍射示意图图2本专利技术合成产物的晶体X射线单晶衍射堆积图具体实施方式 实施例l2-氰基吡啶与三氯化铬按照摩尔比3: 1加入到以聚四氟乙烯内 衬的30ml高压反应釜中，加入约20ml的水，将反应釜拧紧后加热到 150度，在2-3个标准大气压力下维持150度恒温24小时，生成粉红 色吡啶羧酸铬，产率为96.2%。实施例2:2-氰基吡啶与三氯化铬按照摩尔比3: 1加入到以聚四氟乙烯内衬的30ml高压反应釜中，加入约15ml的水，将反应釜拧紧后加热 到100度，2个标准大气压力左右维持100度恒温24小时，生成粉 红色吡啶羧酸铬，产率为95.6%。实施例3:2-氰基吡啶与三氯化铬按照摩尔比3: 1加入到以聚四氟乙烯内 衬的30ml高压反应釜中，加入约20ml的水，将反应釜拧紧后加热到 80度，2个标准大气压力左右维持80度恒温48小时，生成吡啶羧酸 铬，产率为96.5%。本合成工艺产率最高，可作为本专利技术的较佳实施 例。权利要求1.一种吡啶羧酸铬的合成工艺，其特征在于使用2-氰基吡啶和三价铬盐为反应物，在80-200℃、2-3个标准大气压力下通过一步水热合成反应生成吡啶羧酸铬，其反应化学方程式为2. 根据权利要求1所述的吡啶羧酸铬的合成工艺，其特征在于所 述的三价铬盐为水溶性三价铬盐。3. 根据权利要求2所述的吡啶羧酸铬的合成工艺，其特征在于所 述水溶性三价铬盐为三氯化铬、硝酸铬、硫酸铬。4. 根据权利要求1或2或3所述的吡啶羧酸辂的合成工艺，其特征在于上述的反应过程是在以聚四氟乙烯为内衬的高压反应釜中 进行。全文摘要本专利技术公开了一种吡啶羧酸铬的合成工艺，用2-氰基吡啶和三价铬盐为反应物，在80-200℃，2-3个标准大气压力下，通过一步水热合成反应生成吡啶羧酸铬。本专利技术具有操作简单，易于实现规模化生产，极大地降低了生产成本、且全过程为绿色生产，环境污染少。文档编号C07D213/79GK101318929SQ20081006293公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日专利技术者李新华, 赵亚娟 申请人:温州大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吡啶羧酸铬的合成工艺，其特征在于：使用２－氰基吡啶和三价铬盐为反应物，在８０－２００℃、２－３个标准大气压力下通过一步水热合成反应生成吡啶羧酸铬，其反应化学方程式为：＊＊＊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李新华，赵亚娟，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]