尿囊素的生产应用及其发展前景.pdf

《尿囊素的生产应用及其发展前景.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《尿囊素的生产应用及其发展前景.pdf（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、 鹂 化工纵横( C o mme n t sR e v ie ws i n C I ) 摘要介绍了屎囊素的 6 种生产方法并综述 了它的具 体应用及其发展前景 蓦关 键 词 堕 兰 ： 坠 ! 旦苎 垦 里 一 尿囊素 的纯品是一 种无 毒、 无 味、 无 刺 激 性、 无过敏性的白色 粉 状晶体， 水 中结晶体 为 单柱体或无色结品性粉 末。它属咪唑类杂环化 合物， 化学名称 为 1 一 脲 基间二 氮杂茂烷二 酮 l 2 ， 4 ， 亦称： 5 一脲基乙 内酰 脲 ， 或 5一脲 基 一 2 ， 4 一咪 唑烷 二 酮 ， 相对 分子 质量 1 5 8 1 1 ， 分 子 式 O 。尿 囊

2、 素 熔点 为 2 2 62 4 0 ( 随 着结 晶条 件和测定方 法 而变化 ) ， 溶 于 热 水 、 乙 醇、 丙三醇及氢氧化钠 溶液， 不溶于乙醚、 氧仿 等有机溶剂； 其饱 和水 溶液( 浓度 为 0 6 ) 呈 微酸一15( p H值为 5 5 ) ； 在非水溶 液 、 干燥 空气 、 p H值为 4 9的水溶液 中， 屎囊素均能保持稳定， 但经不起高于 1 0 0 温度， 在非水溶剂和干燥空气中亦稳定 ； 在强碱溶液中， 长 时间高温和曝晒尿囊素呈两性， 可与某些物质反应成 金属盐和加成物， 这些金属盐和加成物不仅保持了尿 囊素的性能， 而且也不会丧失被加成物 质的固有性 质，

3、 因而用途十分广泛。 尿囊素广泛存在于自然中 如尿囊液 、 胎儿尿、 牛 的尿囊液、 人体和一些哺乳动物的胚胎和排泄物中， 也存在于烟草、 麦粒 、 甜菜等植物中， 可以从这些物质 中提取天然尿囊素， 但因其含量很低 、 工艺复杂， 成本 太高 ， 无法在实际生产中应用。早在 3 0年代 ， 国外就 开始研究用化学合成法来制备尿囊素、 8 O年代初由 水煤浆气化及煤化工国家工程研究 中 滕州、 2 7 7 5 2 7 8 日本和德国分别实现工业化生产。我国从 8 0年代才 开始研究和开发尿囊 素， 9 o年代开始形成初步生产 能力 ， 目前已开发成功的化学合成法有好几种。 下面 将作简要介绍

4、。 口尿囊素的制备方法 J 尿囊素的制备方法主要有尿酸高锰酸钾氧化法 。 尿素乙醛酸直接缩台法， 乙醛酸钙盐酸溶解法 ， 尿和 二氯乙酸加热法 ， 草酸 电解 乙醛氧化 法 ， 三 氯 乙醛 台 成法等。 1 1 尿酸高锰酸钾氧化法 该法是尿囊素制备 的较早方法之一 它是将尿 酸 与高锰酸钾 在碱性 介质 中发 生氧化 反应 生成 物再 与乙醛经脱羧反应制得尿囊素。 1 2 尿素乙醛酸直接缩合法 该法是 生产 尿囊素 的主要方 法。它分两步进行 。 第一步是乙二醛经硝酸氧化制得乙醛酸， 第二步是乙 醛酸和尿 素经缩合生成尿囊 素。 其中制备 乙醛酸的最佳工艺条件为： 反应温度 4 o 4 2

5、， 反 应 时 问6 h ， 原料 配 比乙醛 ( 3 o ) ： 硝 酸 ( 6 5 6 5 ) =l ： 0 8 5 ( 物质 的量 比) ， 乙醛 酸的收率 可达 8 3 ； 另 有约 2 o 的 乙二醛被 氧化成草 酸 ， 作 为 副产物回收。 制备尿囊素的最佳工艺条件为： 原料配 比尿素： 乙醛酸 = 4 ： l ( 物质的量 比) ； 催化剂为 9 8 的硫酸和 4 0 的硝酸( 物质的量比为 3 0 ： 1 ) 组成的混台酸， 其 与乙醛 酸 的 比例 为 1 ： l ( 物 质 的 量 比 ) ， 反 应 温 度 7 O ， 反应时问4 h ， 尿囊素的收率可达 5 2 5 8

6、 I 3 乙醛酸钙盐酸溶解法 该方法也可分两步进行 ， 第一步是制乙醛酸钙； 第二步是乙醛酸钙经盐酸溶解后与尿素反应制得尿 囊素 具体过程如下： 乙二醛经硝酸氧化后， 在室温下 边搅拌边缓慢地加入粉状氢氧化钙， 控制 p t 值 为 0 6 1 0 ， 析 出白色沉淀 ， 静置 1 h ， 过 滤 、 滤渣 用水洗 涤； 在过滤后的母 液中加人 氯化钙， 搅拌溶解后滴加 2 0 的氢氧化钠溶液 ， 当p H值达到 3 0 3 5时停止 加碱， 静置可得细粒状乙醛酸钙白色固体； 将制得的 乙醛酸钙用 6to o l d m 盐酸溶解， 在 7 2 7 5 下与尿 维普资讯 化 工 纵 横 ( C

7、 o m m e n t s R e v ie w s in C I 1 9 9 9 年 第 7 期l 置 臣 圃 素搅拌反应3 h ， 随着反应的进行有 白色沉淀生成 ； 将 所得沉淀过滤、 洗涤干燥即得产品尿囊素。 1 4 尿素二氯乙酸加热法 以尿素和二氯乙酸为原料， 经加热制得尿囊素， 具体反应过程如下 ： 在反应罐内加入 甲醇钠溶液和 甲 醇， 加热至 4 o5 0 ， 缓慢滴加二氯 乙酸， 加毕 回流 反应2 h ， 冷至室温， 过滤， 用甲醇进行洗涤， 合并洗滤 液， 得二甲氧基乙酸钠 甲醇溶液。将此溶液减压浓缩 至干 ， 加入 2 8份盐酸， 在水浴上加热并搅拌成糊状， 然后升温

8、至 9 o ， 再冷却至 l O 左右过滤 ， 滤液加人 0 、 2 5 份盐酸和尿素 ， 加热溶解 ， 于 8 0 反应2 h ， 冷却 结晶， 再在 0 维持反应3 h 以上， 离心分离、 水洗、 甩 干、 干燥即得粗产物。粗产物用水重结晶后即得尿囊 素 ， 收率 以二氯 乙酸计 为 3 O 3 。 化学反 应原理 为 ： c c H c o 0 H ( c o) C H C O O N a H C I H c o c o o H ! ! 尿囊素 1 5 草酸电解乙二醛氧化法 化学反应 原理为 ： 3 C HO C l I O+2 H NO 3 3 C HO C O O H+2 NO+ 0

9、 C l I O C O O H+ 1 t 2 NC ON I -I ： 一尿囊素 1 6 三氯乙醛合成法 反应原理 如下 ： 删 。詈 尿囊素 综合以上各种方法 ， 各有利弊， 如二氯乙酸法， 关 键在乙酸氯化难控 制在二氯化 阶段且需无 水操作。 草酸电解法投资较大， 乙醛酸钙法反应工艺流程长 、 步骤多 ： 尿酸法的尿酸来源和价格均受限制， 均不适 于工业化生产。只有三氯乙醛法和乙醛与尿素直接 缩台法容易实现工业化生产， 特别是乙醛酸与尿素直 接缩合法， 此法工艺条件缓和， 原料来源广泛， 成本 低 ， 收率高。国内大部分厂家都采用此生产尿囊素 目星囊 塞的 廑旦 2 1 医药方面的应用

10、 尿囊素具有刺激组织生长、 促进细胞增长 、 加 陕 伤 口愈合、 软化角质层蛋白等生理功能， 是皮肤创伤 的良好愈合剂： 作为一种药物添加剂， 可用来缓解和 治疗皮肤干燥症， 治疗鳞屑性皮肤疾患 ， 用作抗溃疡 药等 ； 还可用于糖尿病、 肝硬化 、 癌症 及骨髓炎的治 疗 。 2 2 化妆品方面的作用 尿囊素作为种新型优质的化妆品原料， 可以直 接或间接地作为高档化妆品的添加剂， 用于唇膏、 发 乳、 发膏 、 雪花膏、 牙膏、 香渡 、 香皂等 日用品。添加尿 囊素的化妆品具有保护组织、 亲水、 吸水和防止水分 散发等作用； 添加尿囊素的发乳、 发膏， 对头发有保护 作用， 可使头发不分

11、叉、 不断发； 添加尿囊素 的雪花 膏、 唇膏 、 香渡能使皮肤 、 嘴唇柔软且富有弹性， 并有 美丽 的光 泽。 2 3 农业方面的作用 尿囊素作为植物生长调节剂， 可刺激植物 的生 长。实验发现 ， 将微量的尿囊素溶液用在小麦、 柑桔 水稻、 蔬菜、 大豆等作物上 ， 可使农作物增产， 并具有 固果、 催熟等作用。除此之外， 尿囊素又是开发各种 复合肥、 微肥、 缓效肥及稀土肥必不可少的原料， 应用 前 景十分可观 。 2 4 其它 尿囊素和水扬酸复合而成的尿囊素水扬酸盐 用 于外科治疗上， 可以减轻水杨酸对皮肤 的刺激， 同时 还能保持水杨酸本 身所具有 的解热、 镇 痛、 消毒等作 用

12、； 除此之外 该盐还可用作食品防腐剂、 染料中间体 等。 尿囊素与抗坏血酸配合所得抗坏血酸尿囊素复 合物 ， 不但具有光滑皮肤 、 清洁伤口的作用， 而且还具 解痛和抗氧化作用 并且还能大大提高抗坏血酸的热 稳定性， 对治疗坏血酸病有很好的疗效； 尿囊素铝盐 与抗坏血酸的复台物还具有止血和除臭的作用= 尿囊素和甲醛溶液在一定的温度下反应所得缩 合产物 ， 经干燥后可以得到一种透明状硬膜一尿囊素 和福尔马林缩台物 ， 它是 制备塑料及药物的 中间体 9 O H 维普资讯 墨圈1 9 9 9 年 第 7 N 匕 工 纵 横 C o m m e n ts & R e v ie w s in C I

13、) 该产物不仅具有甲醛 的抑菌、 杀菌作 用， 同时还保持 了尿囊素本 身的特点。另外尿囊素和 甲醛在 7 5 8 5 q c 条件下反应可制得重氮烷基脲， 它是 鲫 年代国 际上应用撮广泛的新型防腐剂， 具有广谱抗菌活性 ， 不仅对革兰氏阳性菌、 细菌、 酵母菌、 霉菌和真菌有抑 杀作用 ， 并对革兰氏阴性菌如绿脓杆菌、 大肠杆菌等 有特效， 在使用范围上无毒副作用。 尿囊素与氨基乙酸反应制得的尿囊素氨基乙酸 复合物 ， 可用作止汗剂、 除臭 防臭剂 ， 还具有愈合伤 1：3， 光滑滋润皮肤， 使角质层分离 ， 促成脱皮收敛止血 等作用。 尿囊素与果胶脱酯剂制得的聚半乳糖醛酸配合 物是 良好

14、的柔软剂， 对老态皮肤、 湿疹 、 痤疮及脂溢性 皮 炎角化有 良好的疗效 陈 r上述应用外 ， 尿囊素还可用作生化试剂。 日尿囊素的开发和利用前景 目前世界 上尿囊 素的 年生 产 能力 约 为 5万 t ， 年 需 求量约为 1 52 0万 t 。我 国进 人 9 o年 代 以来 ， 已 形成一定的生产能力， 但生产规模很小， 生产厂家主 要有上海制药厂、 东北制药厂、 巨化集团公司、 河北宣 化化工厂、 湖北仙桃市楚天精细化工厂等， 年产量仅 在1 0 0 0 l 5 0 0 t 左右 ， 而目前国内需求量在几万 t 以 上 、 产需矛盾十分突出， 每年都需大量进 口 尿囊素 及其衍生物

15、 目前在我国主要用作化妆品添加剂 ， 而在 医药、 农业等方面的应用仅处于起始阶段， 因而其需 求必将会逐年增加。 目前我国有不少化肥生产厂家， 特别是一些中小 型氮肥厂， 由于种种原因， 一直处于不景气状况。由 于生产尿囊素具有设备投资少 ， 工艺路线简单， 反应 条件温和， 三废处理容易 ， 能耗低 ， 获利高等特点 ， 这 些厂家若能选择适宜的经济规模和生产工艺， 尽快生 产尿囊 素 ， 不仅能 摆脱 困境 ， 而且 还 能 取得 十分 显著 经济效益和社会效益。 据测算， 采用乙醛酸和尿素直接合成法生产尿囊 素， 建年产6 0 t 的生产装置 ， 总投 资约 1 3 0万元， 生产 综

16、合成本每吨 5万元 ， 若以市场售价每吨 8万元计， 则年销售收人可达 4 8 0万元 ， 年利税总额 1 8 0万元， 投资回收期为 6 8个月。据撮新资料显示， 1 9 9 9年 尿囊素最高售价为 99 5万元 ， 每吨产品可获利 4 万元 上 。 因此研 究开发与生产 尿囊 素的市场前景将 十分乐观 。 参考文献 1 章思规主编 精细有机化学 品技术手册， 北 京 ， 科学 出版社 ， 1 9 9 2 2 黑龙江化工 ， l 9 8 6 ( 3 ) ： 3 3日特公昭 5 02 9 4 4 1 4 崔相福， 氮肥情报， 1 9 9 4 ， ( 2 ) ： 1 5 范富龙， 化学世界， 1

17、 9 9 3 ， ( 5 ) ： 7 2 9 6 崔小明， 湖北化工， 1 9 9 6 ， ( 4 ) ： 3 5 ( 收稿 日期1 9 9 9 0 7 0 8 ) Th e Pr o d u c t i o n a n d Ap p l i c a t i o n a n d De v e l o p me n t P r o s p e c t o f Al l a n t i o n Z h u J i n w e i Wa n g X i u p i n g L i C h u n l i n g ( N a t i o n a l R e s e a r c h a n d E n

18、g i n e e r i n g C e n t e r f o r C o a l S l u r r y G a s i fi c a t i o n a n d C o a l C h e n d c al I n d u s - t e g z h o u 7 7 7 5 2 7 ) Ab s t r a c t T h e s i x k i n d s o f p r o d u c t i o n m e t h o d s ，a p p l i c ati o n a n d d e v e l o p m e n t p r o s p e c t of all ant i o n a r e i n t r o d u c e d in t h i s p a p e r Ke o r d s Al l ant i o n ，P r o d u c t i o n me t h o d，A p p l i c a t i o n ，D e v e l o p m e n t p ros p e c t l 0 维普资讯