pH值的控制对叶酸环合反应的影响.doc

叶酸合成工艺研究（三） ——环合pH值控制对叶酸收率的影响 1. 前言 ?叶酸又称维生素M维生素Bc维生素B9。化学名蝶酰谷氨酸；N-4-[2-氨基-4-氧代-1,4-二氢-6-喋啶甲氨基苯甲酰基]-L-谷氨酸。是米切尔（HK.Mitchell）于1941从菠菜叶中提取纯化的，故而命名为叶酸。, 变成至少5种有活性的辅酶形式来参与机体的代谢, 对嘌呤、嘧啶、核酸和蛋白质的生物合成以及细胞的分裂生长具有特别重要的作用。孕妇摄入足够叶酸可预防神经管发育畸形，减少无脑儿和脑脊柱裂的畸形儿的发生。人体缺乏叶酸会引发婴儿的核巨红细胞性贫血和孕妇的巨红细胞性贫血。 另外，叶酸是预混饲料生产必须的添加剂。对母猪繁殖状态和早期胚胎发育有重要作用，能改善母猪繁殖性能，提高胚胎存活率。在禽类饲料中添加叶酸，可以避免仔禽出现贫血，提高对饲料中蛋白的吸收效率。叶酸在全球多维和预混料产品的市场增长率却高达9%以上。 目前叶酸全球消费量每年3000吨以上。2000年以前，叶酸的生产基本被瑞士罗氏制药、德国巴斯夫、法国安迪苏、日本武田等跨国公司所垄断。2000年以后，国内开始生产叶酸，但产品品质较差，基本上只能生产饲料级产品，达不到食品级和医药级叶酸的要求。本文通过对叶酸合成方法进行研究，制备出了达到食品级要求的叶酸。 叶酸的合成，以焦亚硫酸钠作为催化剂，以对氨基苯甲酰谷氨酸、三氨基羟基嘧啶、三氯丙酮作为原料，在水溶液中进行。反应过程中不断产生氯化氢，需要进行中和。中和时pH值的变化，对叶酸的收率和纯度有较大的影响。因此控制好合成时的pH值，对提高叶酸合成的收率和纯度具有重大意义。本文对叶酸合成过程中，pH值的控制方法进行了研究，得到了叶酸合成最佳pH值的控制方案。 2.叶酸合成的原理 2.1 叶酸合成的反应方程式 2.2 合成原理 叶酸的合成，以对氨基苯甲酰谷氨酸盐酸盐、三氨基羟基嘧啶硫酸盐、三氯丙酮作为原料，以焦亚硫酸钠作为催化剂，在水溶液中进行，首先三氨基羟基嘧啶硫酸盐和三氯丙酮经过环合形成喋啶环然后三氯丙酮中残留的一个氯和10%水溶液、焦亚硫酸钠、碳酸钠、自来水等。 3.2 实验步骤 1）配制稀碱液。在烧杯中130ml水，加入12g碳酸钠，搅拌使碳酸钠完全溶解。装入滴液漏斗中，备用。 2）3000L四口烧瓶中38～42℃,搅拌下，依次投入三氯丙酮水溶液（折合100%三氯丙酮3）保持反应温度38～42℃，开始滴加碳酸钠水溶液，根据pH值控制好滴加速度。每隔15分钟左右测量一次pH值，前两小时pH值控制在2.5～3.0（尽量接近2.5），中间两小时pH尽量控制在3.0，最后pH控制在3.5。整个滴加过程控制在5～6个小时之间。 4）滴加结束后继续搅拌反应5个小时，之间每隔30分钟测一次pH值，pH值不到3.5时，适量加少量固体碳酸钠调pH值至3.5，并保持反应温度为38-42℃。 5）保温完毕，抽滤，滤饼压紧，尽量将水分抽滤干净。得到橙黄色叶酸粗品。 6）酸精制。将滤饼放入完毕搅拌条件下将10～15分钟，抽滤，用水洗涤，洗至流出的洗涤水基本无色为止。 7）碱精制。将酸精制后的叶酸滤饼放入2000ml大烧杯中，加入1000ml水，搅拌使叶酸全部分散。加热升温至85℃，在搅拌情况下，用滴液漏斗慢慢滴加15%的氢氧化钠溶液，叶酸慢慢溶解，至全部溶解后，测pH值，控制终点pH值为9－9.5，加2g活性炭脱色10分钟。抽滤，滤液温度控制为80-85℃，搅拌情况下，慢慢滴加CP盐酸，小心调节pH值为2.5－3.0，析出叶酸结晶。 8）抽滤，用去离子水洗涤，干燥后，得食品级叶酸。 3.3 对比实验步骤（采用固体碳酸钠控制pH） 1）3000L四口烧瓶中38～42℃,搅拌下，依次投入三氯丙酮水溶液（折合100%三氯丙酮38～42℃，开始加测pH值，并加固体碳酸钠。每隔15分钟左右测量一次pH值，前两小时pH值控制在2.5～3.0（尽量接近2.5），中间两小时pH尽量控制在3.0，最后pH控制在3.5。整个反应过程控制在4.5-5小时之间。 3）固体碳酸钠加入结束后，继续搅拌反应5个小时，之间每隔30分钟测一次pH值，pH值不到3.5时，适量加少量固体碳酸钠调pH值至3.5，并保持反应温度为38-42℃。 4）保温完毕，抽滤，滤饼压紧，尽量将水分抽滤干净。得到橙黄色叶酸粗品。 5）酸精制。将滤饼放入完毕搅拌条件下将10～15分钟，抽滤，用水洗涤，洗至流出的洗涤水基本无色为止。 6）碱精制。将酸精制后的叶酸滤饼放入2000ml大烧杯中，加入1000ml水，搅拌使叶酸全部分散。加热升温至85℃，在搅拌情况下，用滴液漏斗慢慢滴加15%的氢氧化钠溶液，叶酸慢慢溶解，至全部溶解后，测pH值，控制终点pH值为9－9.5，加2g活性炭脱色10分钟。抽滤，滤液温度控制为80-85℃，搅