非均相催化氰化合成左旋苯甘氨酸节能技术研究

马晓丽，张 超，卢晓峰，王仕高

(金沂蒙集团有限公司，山东 临沂 276700)

非均相催化氰化合成左旋苯甘氨酸节能技术研究

马晓丽，张 超，卢晓峰*，王仕高

(金沂蒙集团有限公司，山东 临沂 276700)

左旋苯甘氨酸主要用于合成阿莫西林、头孢氯苯、头孢拉定等药物，具有广谱抗菌作用，是医药中间体和头孢类抗生素的重要原料。医药产业是国民经济的重要组成部分，是关系国计民生、社会稳定和经济发展的战略性新兴产业，同时也是高技术、高风险、高投入、高效益的产业。加强左旋苯甘氨酸节能技术研究，对于医药行业实现跨越式发展具有重要意义。

非均相催化氧化；左旋苯甘氨酸；工艺；节能

医药产业是国民经济的重要组成部分，是关系国计民生、社会稳定和经济发展的战略性新兴产业，同时也是高技术、高风险、高投入、高效益的产业。左旋苯甘氨酸主要用于合成阿莫西林、头孢氯苯、头孢拉定等药物，具有广谱抗菌作用。作为重要的医药中间体和头孢类抗生素的重要原料，左旋苯甘氨酸及其下游衍生物邓氏盐产业链条是高新技术产业的重要组成部分，是国家重点培育发展的战略性新兴产业，“十三五”时期，左旋苯甘氨酸及其下游衍生物等医药中间体产业将伴随医药行业同步实现跨越式发展的战略机遇期，市场前景广阔。

1 左旋苯甘氨酸现有生产概况和市场分析

左旋苯甘氨酸及其衍生物在我国起步较晚，但发展较快。国内最早的左旋苯甘氨酸生产装置是上海实业于上世纪70年代建立的，目前已停产。至2014年，国内陆续建设了近10套规模不一的生产装置，其中江西景德镇、浙江普洛、江西飞翔等先后停产。目前，国内苯甘氨酸企业正常生产的企业有金沂蒙集团有限公司、浙江帝瑞云涛、河北华旭、河北中砾四家企业，另外几家处于半停产状态，总装置生产能力约为20000t/a，实际产能约12000 t/a。国外知名生产商荷兰帝斯曼已将产品生产转移至亚洲及南美。预计今后几年内全球年需求量超过28000-30000t，市场缺口约7000～10000 t/a。国内目前开工装置产能除满足国内下游抗生素生产企业需求外，开拓国外市场潜力较大。

目前世界上DL-苯甘氨酸有4种生产工艺：以甲醇为溶剂的均相合成法[1]、酒石酸转化法[2]、手性催化技术[3]、非均相催化氰化合成法。以甲醇为溶剂的均相合成法是最早采用的生产工艺，因其溶剂耗量大、成本高、污染重，已被替代；酒石酸转化法[2]虽然原料来源广，但产品收率低，尚无成本优势；手性催化技术目前尚处于研发阶段，未形成工业化规模；非均相催化氰化合成工艺是目前国内外大多数生产企业普遍采用的主流工艺路线(如荷兰DSM)。但该工艺仍存在转化收率低、生产成本高、产品品质差、污染治理难以彻底等四大核心共性技术难题，亟需对现有工艺进行提升[4]。

非均相催化氰化合成工艺路线如下：以氯化钠、铵盐、苯甲醛、氯仿为原料，在催化剂作用下氰化合成苯海因，经水解、脱色、中后析出混旋苯甘氨酸，化学拆分后脱色、中和析出左旋苯甘氨酸，再离心分离、干燥制得成品。

2 节能工艺分析

2.1 研究开发催化阻缩双功能XZG-6型催化合成生产工艺

近年来，通过对催化剂配方、合成工艺进行反复实验与不断改进，研究开发XZG-5型液-液催化剂[4]，实现反应转化效率大幅提升，达到95%以上[4]。但是该工艺仍然存在不同程度的以生成苯甲醛缩合物大分子杂质为主的副反应，直接影响反应的单程收率，且杂质在后面工序中的残留影响产品杂质总量及单个杂质的含量。

以XZG-5型液-液催化剂为基础，通过实验室大量的工艺小试，在一定范围内改变催化剂配比、反应条件等发现，XZG-6型液-液催化剂对苯甲醛缩合物大分子杂质的生成量有明显变化，同时催化效率保持在94%～96 %之间浮动，符合生产要求。通过XZG-6型液-液催化剂的投入使用，该催化剂可有效阻止缩合反应的进行，有效地抑制了苯甲醛缩合物(含量降低了92.3%)的生成，生产装置单程收率提高了4%以上，生产效果最佳。

2.2 研究开发快速消旋拆分与中和母液多效浓缩技术

传统技术主要采用拆分剂D-(+)樟脑磺酸对DL-苯甘氨酸进行拆分，存在生产周期长，复盐单程收率较低，蒸汽消耗高等问题，影响装置的生产效率。

通过实验数据分析，反应环境的酸碱性对拆分周期的降低有显著效果，快速消旋拆分技术较好的控制了反应环境，降低了拆分生产周期，蒸汽消耗降低了4.5t/t。同时研究开发多效浓缩节能技术应用到中和母液浓缩单元，采用PLC自动控制技术，实现了平流加料凝液排放的自动控制和连续运行，单批浓缩周期缩短了4.5h，蒸汽消耗降低了3.7t/t。装置产能和设备利用率大幅提升，实现了装置效益最大化。

2.3 研究开发再生式高效吸附除杂过滤装备

传统工艺中采用单一活性炭脱色除杂，存在对复盐中极性分子杂质去除效果不佳、且滤板间漏液、过滤效率低等问题，制约了产品品质的提升及生产成本的降低。如何提高产品品质成为制约产业发展的瓶颈。

通过资料查阅及大量的试验数据，结合高效微滤工艺需求，研究开发再生式高效吸附除杂过滤装备及工艺技术方案，并通过一系列试验数据对方案进行详细的论证。

过滤装备通过在复盐提纯上的应用，成品吸光值、单个杂质含量及杂质总量等质量指标均有明显的改善。该装备有效弥补了单一活性炭脱色除杂的局限性，具有装备吸附成本低，再生周期短，去除效果好，过滤精度高的特点，产品品质得到明显改善，产品吸光值降 低66.7%，可以满足部分高端用户需求，实现了D-(-)苯甘氨酸行业产品质量的大幅度提升。

3 结论

非均相催化氰化合成工艺是目前国内外大多数苯甘氨酸生产企业普遍采用的主流工艺路线，在此基础上，企业自主研究开发了上述节能工艺，并成功进行产业化开发应用与示范推广，解决了我国医药中间体生产领域共性技术难题，构建了产品质量好、效率高、能耗低和绿色环保的生产体系，促进了我国该生产领域技术进步，提高了产品国际竞争力。

[1] 温家柱，刘英芬.左旋苯甘氨酸的技术进展[J].石家庄化工，1997(1)：18-21.

[2] 张小林，陶 影，漆 剑，等.不对称转化法制备D-苯甘氨酸[J].沈阳医科大学学报，2007,24(3)：148-150.

[3] 常银霞，周玲玲，向 兰，等.D-苯甘氨酸手性固定相的制备及对多种手性化合物的拆分[J].分析测试学报，2007,26(1)：107-109.

[4] 王怀利，张金玲，王仕高.异相催化氰化合成D-苯甘氨酸生产技术研究.山东化工，2010, 39(9):28-30.

(本文文献格式：马晓丽，张 超，卢晓峰，等.非均相催化氰化合成左旋苯甘氨酸节能技术研究[J].山东化工，2016，45(16)：126-127.)

Study on Energy Saving Technology of Non Homogeneous Catalytic Cyanide Synthesis of L - L- glycine

MaXiaoli,ZhangChao,LuXiaofeng*,WangShigao

(JINYIMENG GROUP Co., Ltd. , Linyi 276700,China)

Mainly used in the synthesis of amoxicillin, amoxicillin, and other drugs, with a broad spectrum of antimicrobial effect, is an important raw material for pharmaceutical intermediates and the use of. Pharmaceutical industry is an important part of the national economy, it is a strategic emerging industry related to the national economy and the people's livelihood, social stability and economic development, but also the high technology, high risk, high investment, high efficiency of the industry. Strengthening the research on the energy saving technology of the left - left - benzene - glycine is very important for the medical industry to achieve great leap forward development.

heterogeneous catalytic oxidation; L - L - glycine, technology; energy saving

2016-06-03

马晓丽(1973—)，女，工程师，从事有机化工产品的研究开发工作；通讯作者：卢晓峰。

TQ246.37

A

1008-021X(2016)16-0126-02