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“化学合成与化工工艺”成果简介
2023-11-02 18:52  

1)氨基葡萄糖的酶法生产

 

  壳聚糖是自然界中迄今为止发现的膳食纤维中唯一的阳离子高分子。将其降解成单糖D-氨基葡萄糖后,不仅具有治疗关节炎、消炎、刺激蛋白多糖的合成等活性,而且可活化NKLAK细胞,具有免疫调节作用。事实上,D-氨基葡萄糖几乎分布于人体所有组织,参与构造人体组织和细胞膜,是蛋白多糖大分子合成的中间物质。

基葡萄糖的生产国内厂家都是通过化学法生产,成本高,而且环境污染严重。而酶法(壳聚糖酶和外切β-D-氨基葡萄糖苷酶混合物)作用制备氨基葡萄糖,具有反应条件温和、转化率高(90%以上)、无污染和成本低的优点。

应用情况:目前尚未见关于氨基葡萄糖酶法生产的报道。而本项目在实验室规模上已对酶解工艺进行优化,下一步就是在规模上继续放大,朝着工业化生产规模迈进。

 

2)喷雾脱除有机溶剂制备溴化聚苯乙烯新技术

 

  由聚苯乙烯在有机溶剂中经过溴化工序、水洗工序、碱液中和工序等制得的溴化聚苯乙烯溶液用料泵泵入脱除溶剂塔中雾化,溴化聚苯乙烯溶液雾滴在脱除溶剂塔中受水蒸汽加热脱出有机溶剂,成为溴化聚苯乙烯粒子,受重力作用自然下降,收集溴化聚苯乙烯粒子流入热水洗涤釜中,搅拌下热水洗涤进一步脱除有机溶剂,后经离心甩干、烘干,制成粒径一定溴化聚苯乙烯的方法。有机溶剂回收率高于90%

 

  应用情况:本技术提供喷雾脱除有机溶剂制备溴化聚苯乙烯的方法,其特征在于将完成溴化工序、水洗工序和中和工序制得的溴化聚苯乙烯溶液喷雾进入喷雾脱除溶剂塔中,水蒸汽加热脱除有机溶剂,并同时完成造粒或制粉过程,再经过离心甩干、烘干等过程,直接获得粒径大小一定、粒径分布狭窄的粉末状或颗粒状溴化聚苯乙烯成品。本发明提供的喷雾脱除溶剂制备溴化聚苯乙烯的方法具有有机溶剂回收率高于90%、没有三废物排放的特点。

    本技术提高了有机溶剂的回收率,简化了制备溴化聚苯乙烯工序过程,减少了三废污染物的排放量。

 

3)四溴双酚A双烯丙基醚的生产新工艺

 

  现用的反应釜器上部进料口滴加3-氯丙烯的进料方式缺点在于:①增大了换热器的所需换热面积;②四溴双酚A3-氯丙烯的醚化反应时间长;③增大了3-氯丙烯受热逸出几率;④增大了制备四溴双酚A双烯丙基醚的原料单耗和能耗。 本技术提供一种制备四溴双酚A双烯丙基醚的新方法,其特征在于四溴双酚A钠盐受双催化剂的催化作用完成与3-氯丙烯的醚化反应。3-氯丙烯的进料方式是从反应釜低进料口进料。

 

  应用情况:提高四溴双酚A钠盐和3-氯丙烯在溶剂介质中的醚化反应速度,关键因素有三个: 3-氯丙烯在溶剂介质中的溶解分散度。在反应物体系中加入相转移催化剂可以加速水相中的四溴双酚A钠盐进入3-氯丙烯有机相的过程,进而提高四溴双酚A3-氯丙烯在水相中的醚化反应速度。然而本发明人认为3-氯丙烯从反应釜器上部进料口进入反应釜器改变为3-氯丙烯从反应釜器底部进料口进料,是提高3-氯丙烯在溶剂介质中的溶解分散度,加快四溴双酚A钠盐和3-氯丙烯在溶剂介质中的醚化反应速度的优化方法。实验研究结果证明本发明人的设计是科学有效的。 ②四溴双酚A钠盐和3-氯丙烯的醚化反应属于亲核取代反应机制,3-氯丙烯分子C-Cl键异裂产生烯丙基正离子是决定四溴双酚A钠盐和3-氯丙烯的醚化反应速度的关键步骤。本领域的专业人员熟知在酚盐和卤代烃的醚化反应体系中加入相转移催化剂和碘化盐都可以加速醚化反应进程。③反应温度是决定四溴双酚A钠盐和3-氯丙烯之间发生醚化反应速度的关键因素。反应釜器内反应物体系中3-氯丙烯浓度大小与反应温度高低控制是相互矛盾的。3-氯丙烯从反应釜器底部进料口进入含有双催化剂的四溴双酚A钠盐溶液中,延长3-氯丙烯在四溴双酚A钠盐溶液中溶解扩散时间,进而增大幅度提高3-氯丙烯在四溴双酚A钠盐溶液中的浓度,实现四溴双酚A钠盐和3-氯丙烯之间的快速醚化反应,降低3-氯丙烯的单耗。

 

4)双醇溶剂重结晶提纯1,2-二苯乙烷的方法

  

  双醇溶剂重结晶提纯1,2-二苯乙烷的方法,具体方法是选自正丁醇、异丁醇、叔丁醇、辛醇、异辛醇、环己醇、甲基环己醇或糠醇等作为第一醇溶剂,对由还原铁粉与氯化苄的水相偶联反应产物体系进行稀释和萃取,制得1,2-二苯乙烷第一醇溶液。对1,2-二苯乙烷第一醇溶液分别进行稀酸洗涤、去离子水洗涤、结晶分离过程,又制得1,2-二苯乙烷结晶。用质量百分数为7595%的乙醇水溶液对1,2-二苯乙烷结晶进行二次中结晶提纯,制得的1,2-二苯乙烷产品纯度高达99%,铁含量小于0.1ppm

 

  应用情况:双醇溶剂重结晶提纯1,2-二苯乙烷方法的显著特点是:①还原铁粉与氯化苄的偶联反应产物体系中有机相粘度高,未参与偶联反应的铁粉和催化剂与1,2-二苯乙烷粘结,静置油水分离不彻底。第一醇溶剂作为稀释剂和萃取剂可以对所述的偶联反应产物体系进行稀释和萃取,使得油水两相分层分离效果好。 ②第一醇溶剂的相对密度小于水,在萃取分离、稀酸洗涤、水洗涤过程中,1,2-二苯乙烷第一醇溶液始终处在上层,不用倒料既可在同一反应器中完成上述过程,操作简便。③相对于乙醇来说,第一醇对苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸、苄基氯化苄等副产物具有更高的溶解能力,使得1,2-二苯乙烷在第一醇溶剂中的结晶纯度高。 ④乙醇对第一醇溶剂中结晶制得的1,2-二苯乙烷进行二次重结晶,目的在于对1,2-二苯乙烷进行二次重结晶提纯,并且去除1,2-二苯乙烷晶体中的第一醇溶剂,便于在常温附近短时间完成对1,2-二苯乙烷的干燥过程。

 5)氯化铜作为潜在催化剂制1,2-二苯乙烷技术

 

  氯化铜作为潜在催化剂用于氯化苄与还原铁粉的偶联反应制备1,2-二苯乙烷的方法,其特征在于室温下,氯化铜盐酸溶液与还原铁粉水浆料充分混合,制得含有铜和氯化亚铜混合催化剂的还原铁粉水浆料。其后在铜和氯化亚铜混合催化剂的作用下,氯化苄与还原铁粉完成偶联反应制得1,2-二苯乙烷。本发明所述的方法操作简便高效,催化剂用量少,1,2-二苯乙烷产品原料成本低。

  应用情况:氯化铜作为潜在催化剂用于氯化苄与还原铁粉的偶联反应制备1,2-二苯乙烷的显著特点是: ①不直接使用商品铜和氯化亚铜作为催化剂,避免了所购商品铜和氯化亚铜的二次粉碎加工过程。②氯化铜盐酸溶液混入还原铁粉水浆料中,一次性完成了还原铁粉表面清洗、铜原子态沉积和氯化亚铜的制备等多项过程。此过程产生的氯化亚铁一同进入氯化苄偶联反应体系中,不影响氯化苄偶联反应过程,与还原铁粉和氯化苄偶联反应产生的氯化亚铁一起进入氯化亚铁回收过程。③本发明提供的氯化铜作为潜在催化剂制备1,2-二苯乙烷的方法,其特征在于还原铁粉与氯化苄的质量比是0.31.5:1。过量使用还原铁粉的目的在于完成偶联反应后的原子态铜催化剂依然沉积在过量的还原铁粉表面上,便于分离回收使用。④本发明的方法操作简便高效,无三废产生,催化剂用量少,1,2-二苯乙烷产品原料成本低。

 

6)喷雾脱溶剂法生产六溴环十二烷工艺

 

  喷雾脱溶剂法生产六溴环十二烷工艺是指在氯仿中,受四丁基溴化铵的催化作用,1,5,9-环十二碳三烯与溴素的加成反应过程,制得六溴环十二烷的氯仿溶液;六溴环十二烷氯仿溶液经除溴脱色洗涤后,泵入雾化脱溶塔喷射器中,在喷射器的喷嘴处和水蒸汽混合成雾状向下喷出,六溴环十二烷氯仿溶液雾粒受热脱出氯仿溶剂,变成粒径一定的六溴环十二烷固体,由重力作用自然下降,收集的六溴环十二烷固体流入装有热水的洗涤釜中,进一步搅拌热水洗涤脱尽溶剂,后经离心甩干、烘干,制成粒径一定的六溴环十二烷成品的工艺过程。

 

  应用情况:喷雾脱溶剂法生产六溴环十二烷工艺,其特征在于,溴素和1,5,9-环十二碳三烯的加成反应产物在三氯甲烷溶剂中呈全溶解状态,对于洗涤彻底去除无机盐和完全破坏过量溴素脱 色有利。

 

  喷雾脱溶剂法生产六溴环十二烷工艺,其特征在于,采用水蒸汽雾化法脱除氯仿溶剂,并同时完成造粒或制粉过程,再经过离心甩干、烘干等过程,直接获得粒径大小一定、粒径分布狭窄的粉末状或颗粒状六溴环十二烷成品。

 

  喷雾脱溶剂法生产六溴环十二烷工艺的氯仿溶剂回收率高于95% 喷雾脱溶剂法生产六溴环十二烷工艺,其特征在于,生产过程三废仅有六溴环十二烷洗涤废水,洗涤废水主要污染物是溴化钠、次溴酸钠、碳酸钠等无机物,经过渗滤净化后,可循环套用,不排放。

 

7)提高六溴环十二烷热稳定性的洗涤新工艺

 

  结合六溴环十二烷的生产过程中洗涤除溴工序,将具有热稳定剂作用和阻燃功能双重功效的溴代脂肪酸钡盐、镁盐或钙盐渗入六溴环十二烷颗粒内部,或均匀沉积在六溴环十二烷颗粒表面,实现双重功效的溴代脂肪酸钡盐、镁盐或钙盐与六溴环十二烷混合均匀化、包裹化,热稳定效果高效化。同时简化六溴环十二烷产品生产和热稳定处理的工序,降低六溴环十二烷生产与加工成本,减少六溴环十二烷生产加工的三废排放量。

 

  应用情况: 本技术提供的提高六溴环十二烷热稳定性的洗涤新工艺中的第一次洗涤作用是:①六溴环十二烷粗品夹带的有机溶剂经过受热蒸馏回收。②六溴环十二烷粗品夹带的溴素经过氨水歧化反应转化成溴化铵和次溴酸铵。③洗涤液中的氯化钡、氯化镁或氯化钙与氨水反应转化成氢氧化钡、氢氧化镁或氢氧化钙滞留在六溴环十二烷粗品颗粒的内部或表面。④第一次洗涤废液中,除水之外,仅含有溴化铵、次溴酸铵、氯化铵和氨,可用作农田的肥水灌溉农作物。

 

  本发明提供的提高六溴环十二烷热稳定性的洗涤新工艺中的第二次洗涤作用是:①溴代脂肪酸与沉积在六溴环十二烷粗品颗粒内部或表面上的氢氧化钡、氢氧化镁或氢氧化钙反应转化成溴代脂肪酸钡、溴代脂肪酸镁或溴代脂肪酸钙沉积在六溴环十二烷颗粒的内部或表面上。②通过沉积方式将溴代脂肪酸钡、溴代脂肪酸镁或溴代脂肪酸钙与六溴环十二烷产品颗粒混合分布均匀化。③第二次洗涤中使用过的乙醇可直接循环再使用,无需排放。

 

8)活性炭负载碘化亚铜催化剂

  

  活性炭负载碘化亚铜可用作二烷基二硫与芳烃化合物之间的烷硫基化反应的催化剂,它是用活性炭浸渍在硫酸铜和碘或硫酸铜和碘化钾的乙醇/水溶剂中,由甲醛、二氧化硫、亚硫酸钠或硫代硫酸钠还原而制成的。

 

  应用情况:本发明提供的活性炭负载碘化亚铜作为二烷基二硫与芳烃的亲电取代反应催化剂具有以下的优点:活性炭负载碘化亚铜催化剂相对有机反应体系的密度差减小,活性炭负载碘化亚铜催化剂在有机反应体系的均分散性高,相等重量的活性炭负载碘化亚铜催化活性相比碘化亚铜催化剂的催化活性中心多;利用活性炭的黑色可以有效保护碘化亚铜免于感光分解,提高活性炭负载碘化亚铜催化剂的循环使用效率,降低烷硫基芳烃化合物生产中催化剂的消耗量;活性炭负载碘化亚铜催化剂与有机反应物体系和有机反应产物体系的过滤分离方便,简化了活性炭负载碘化亚铜催化剂分出过程。

 

9)喷雾脱溶制备八溴醚的方法

 

  四溴双酚A双烯丙基醚和溴素在氯仿溶剂中,受溴化盐等催化作用完成加溴反应。所制得四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚氯仿饱和溶液经喷雾雾化水蒸汽直接加热脱除氯仿溶剂,并同时完成造粒或制粉过程,再经过离心甩干、烘干等过程,直接获得粒径分布狭窄的粉末状或颗粒状四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚成品。氯仿溶剂回收率高于97%

 

  应用情况:在室温附近,向四溴双酚A双烯丙基醚的卤代烃溶液滴加溴素加溴反应过程中,反应物料中四溴双酚A双烯丙基醚相对溴素处于严重过量状态,容易引起四溴双酚A双烯丙基醚的丙烯基寡聚现象。因而造成四溴双酚A双烯丙基醚加溴反应不彻底和四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚夹带四溴双酚A双烯丙基醚寡聚物的问题,这是造成四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚热分解温度降低和堆积存放结块严重的症结。

 

  目前使用的四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚产品是经过粉碎的,粒径在400800目。复配合成材料中容易造成粉尘挥扬,污染生产工区和操作人员。因而现用四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚产品造粒是必须的。喷雾脱溶剂制备四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚方法,采用四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚卤代烃饱和溶液经喷雾雾化进入脱溶剂塔中,水蒸汽直接加热脱除卤代烃溶剂,并同时完成造粒或制粉过程,再经过离心甩干、烘干等过程,直接获得粒径大小一定、粒径分布狭窄的粉末状或颗粒状四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚成品。卤代烃溶剂回收率高于97%

 

10)薄膜包衣技术

 

  近几年来,随着新材料、新技术、新机械的不断产生,薄膜包衣技术发展迅速,形成了一整套较为完整的理论和操作经验,固体制剂包衣可达到稳定药物,缓释及肠溶等目的,在药物制剂中占有重要地位 。我国传统的药物片剂、丸剂、颗粒剂,由于其成分的多样性,都存在吸湿性强,易裂片、霉变等缺点。薄膜包衣是把聚合物溶液或分散液均匀涂布在片剂、胶囊剂、微丸剂、颗类剂等固体制剂的表面,形成数微米厚的塑性薄膜层的工艺过程。薄膜包衣工艺与糖衣工艺相比,生产周期短,增重少,干燥快,污染小。国外基本上以薄膜包衣取代了糖衣。常用的薄膜包衣材料有丙烯酸树脂等,用适宜溶剂溶解后以溶液形式通过适宜的工艺对固体制剂实施包衣。包制片、丸、微球、颗粒等制剂,达到防潮、防氧化、隔离等目的,有利于药物的质量稳定和贮存质量。取得了良好的使用效果。

 

11)改性壳聚糖重金属捕集剂的合成及性能研究

 

  以天然壳聚糖为主要原料制备二硫代氨基甲酸改性壳聚糖重金属捕集剂。通过氨基保护、交联、醚化、胺化、释放氨基、加成等步骤,合成二硫代氨基甲酸改性壳聚糖,通过对重金属的捕集效果以及重金属螯合物的结构分析,探讨捕集剂分子结构和捕集性能的关系,对捕集原理进行深入研究,最后应用于污水处理。

 

12)外消旋扁桃酸的拆分技术

 

  扁桃酸是一种重要的医药和染料合成中间体,扁桃酸是一种手性分子,其单一对映异构体在药效上存在较大差异,因此各国对手性药物管理日益严格,许多国家明确规定手性药物不能以消旋体形式上市。本研究通过对外消旋的扁桃酸进行拆分,可得到高光学纯度的L+)扁桃酸和D-)扁桃酸。

 

应用情况:拆分得到的L+)扁桃酸和D-)扁桃酸可用于多种重要医药合成,如D-扁桃酸可用于头孢菌类系列抗生素羟苄四唑头孢菌素的侧链修饰剂, L -扁桃酸是合成用于治疗尿急、尿频和尿失禁药物S-奥昔布宁的前体原料。L+)扁桃酸和D-)扁桃酸还是一种重要的外消旋体拆分试剂。因此,对外消旋的扁桃酸的拆分具有非常重要的应用。

 

13)三(3-氨基丙基)胺中试生产技术

 

 三(3-氨基丙基)胺是一种新型的多足式有机多胺,本研究通过自主研制的合成路线,以丙烯腈和3-氨基丙腈为主要原料经加成、催化加氢等工艺过程高收率地生产三(3-氨基丙基)胺。原辅材料价廉易得,产品质量可控;生产设备无特殊要求,易操作,适于工业化生产。

 

 应用情况: 三(3-氨基丙基)胺分子中配位能力较强的N原子和人体内许多酶辅基的配位原子相同,在叶绿素等以及超氧化物岐化酶的模拟化学研究中可以表现出非常优越的特性;在工业应用领域中,与多数的金属离子具有较强的螯合能力,可制成对重金属具有良好的吸附性能的螯合树脂,在环烷酸等腐蚀体系中具有优良的缓蚀作用,与金属离子的配合物具有消毒杀菌性能。因此,在水的软化、工业清洗、解毒药物、医药工业、化工及环保行业,分离分析和萃取等过程中应用广泛。

 

14)磷酸氟达拉滨中试生产技术

 

 磷酸氟达拉滨是一种抗代谢的氟化嘌呤核苷类似物,磷酸氟达拉的合成在国内虽有报道,但工艺长,收率低,部分试剂价格昂贵,不适合工业化生产。因此,在国内还无法买到,主要依靠进口。本研究设计了一条适合工业化生产的工艺路线,该工艺路线短,全部采用国产原料,合成的原料成本每公斤不超过5万。

 

应用情况:广泛地运用于治疗各种血液系统疾病,尤其是慢性淋巴细胞白血病(CLL)的治疗,已成为治疗慢性淋巴细胞白血病和低度恶性淋巴瘤的首选药物。

 

154-甲基-5-羟乙基噻唑合成工艺

 

  4-甲基-5-羟乙基噻唑是肉香型香料,主要用于食品、肉类、调味品和海产品的加香,同时也是合成香料4-甲基-5-(2-)噻唑乙酸脂、维生素B1和药物的重要中间体,市场销路一直很好。本项目100吨每年的规模,区域投资200万元,设备为非常规设备,市场销售价格27-29万元/吨。

 

16)淀粉糖化关键酶——耐高温普鲁兰酶的工业化生产

 

 现已经从超嗜热古菌中克隆到耐高温(95℃)II型普鲁兰酶基因,并在大肠杆菌中表达,酶的纯化和活性实验在进行中。

 

  应用情况:大多数用于生产相当于糖浆的高葡萄糖的淀粉包含70-95 %的支链淀粉,它们由α- 14糖苷键连接的葡萄糖残基构成,这些残基通过α– 16糖苷键进行分支。用于淀粉糖化的外切酶无法水解支链淀粉中这些α– 16糖苷键或速率较低。分支点由于具有支链淀粉中4~6 %的糖苷键,因而阻碍了糖化的效率。这一步可以通过利用I型普鲁兰酶或淀粉型普鲁兰酶(Ⅱ型)得以加强。后者可切开α-14糖苷键和α-16糖苷键。

 

17)酶抑制剂筛选平台

 

 提供酶抑制剂,特别是乙酰胆碱酯酶、尿素酶、黄嘌呤氧化酶等酶的抑制剂筛选和生物学活性研究。

 

 目前,很多药物都是酶抑制剂。酶抑制剂的开发利用对新药研发具有重要意义。该技术平台可以高通量筛选酶抑制剂,已经发现了几个活性较好的先导化合物,申请专利多项。其中1项关于乙酰胆碱酯酶抑制剂的合成及应用专利技术已经转让给一家企业进入临床前研究。

 

18)化工过程能量优化及新型换热器开发

 

  节能减排是我国当前正在大力推广的重要工作,而化工企业的能耗与经济贡献不成比例,通过对化工高能耗行业的调查研究,化工过程能量优化及新型换热器推广应用可以起到显著的节能降耗效果。本人博士论文主攻新型换热器研究,取得了一系列的研究成果,主要对气-气换热等高能耗行业提供技术支撑。

 

19)新型药物盐酸美金刚的制备技术

 

  盐酸美金刚为抗老年痴呆症药物。本项目以溴代金刚烷为原料合成盐酸美金刚,开发了新型合成盐酸美金刚工艺。其产品质量可以达到药物标准。本项目具有较高的经济效益和社会效益。投产后可以给企业带来近千万元的产值。

 

20PMMA接枝葵花油醇酸树脂

 

该树脂由于接枝可以低沉本,高性能,可以做为桔纹漆、汽车专用漆,加电漆、飞机内饰涂料,并成功运用在运十二型飞机上,还研究开发了其它高分子材料产品。

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