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本文由kk8007贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。 建议您优先选择TXT， 或下载源文件到本机查看。 多相催化一步法合成吲哚 工艺研究及产业化项目 可行性报告 1、 立项的背景和意义 吲哚又名2, 3-苯并吡咯， 是医药、 农药、 香料、 染料和饲料添加剂的重 要中间体。 最近的研究表明， 吲哚衍生物还 对治疗心血管病、 糖尿病及肺癌 等多种疑难病症有特效， 成为目 前国内外热点的杂环类精细化工中间体， 市 场需求增 长非常迅速， 发展前景广阔， 合成吲哚及其衍生物具有重要的应用 价值。 吲哚传统的制备方法是采用煤焦油分馏法， 其资源有限， 且分离装置繁 杂、 能耗大。 目 前国内外主要采用化学合成法， 已工业化的主要有苯胺法、 邻氯甲苯法和 邻氨乙苯法等合成路线， 均存在收率低、 成本高、 污染环境严 重等缺陷。 但最为经济合理的生产路线是以苯胺与乙二醇 为原料， 采用银催 化剂、 气固液三相一步合成吲哚。 该工艺不仅原料价格低廉， 生产成本低， 能耗低， 而且操作工艺 简单， 能够实现连续操作， 生产效率高， 反应过程中 没有造成环境污染的废弃物生成， 环境友好， 具有明显的优点。 1. 1 吲哚及其衍生物的应用 （1） 医药 吲哚及其衍生物可以合成解热镇痛剂、 兴奋药、 降压药、 血管扩张药、 抗阻胺药等。 许多天然药物中 均具有吲哚结构， 如中成药六神丸中的蟾酥就 含有 5-羟基吲哚衍生物， 许多生物碱中含有吲哚环系， 常用降压药物 利血平 就是吲哚的重要衍生物。 （2） 农药 可作为高效植物生长调节剂、 杀菌剂等， 如吲哚乙酸、 吲哚-3-丁酸是 重要的植物生长调节剂， 可用于 茶和桑树等树木根系的生长， 仅日本商品量 就达到 2000t/a 以上。 据报道， 吲哚乙睛作为植物生长调节剂的使用效果 为 吲哚乙酸的 10 倍， 在国际市场十分畅销。 （3） 香料 吲哚和 3-甲基吲哚具有强烈的粪臭味， 但是稀释后具有优美 的花香味， 常用于茉莉、 柠檬、 紫丁香、 兰花和荷花等人造精油的调合。 香料用的吲哚 通常是煤焦油的提取品， 而不 用化学合成品， 用量一般为千分之几。 （4） 染料 吲哚衍生的许多下游产品可以作为染料的合成原料， 可生产偶氮染 料、 酞菁染料、 阳离子染料和吲哚甲烷染料以及多种新型功能性染料。 2-甲基 如 吲哚可以合成阳离子黄 7GLL； 1- 丁基-2-甲基吲哚是重要的红色吲哚苯酞压 敏、 热敏染料的中间体； 2-苯基吲哚可以生产阳离子橙 2GL， 阳离子红 2GL、 BL 等； N-甲基-2-苯基吲哚、 吲哚满、 5-硝基吲哚、 5-甲氧基吲哚等也是重 要的染料中间体， 如日 本开发出的 以吲哚丙原料酶法生产靛蓝， 工艺流程缩 短了 3/4， 而且染色性能大大提高。 另外吲哚可以替代苯胺合成重要的染料 中间体 1, 3, 5-三甲基二亚甲基吲哚。 吲哚还可以作为感光化学品， 如合成照 相乳剂滤光层用咔唑酞染料等。 （5） 色 氨酸 色氨酸是吲哚最重要的衍生产品， 也是主要的吲哚消费领域。 以前色氨 酸消费吲哚的数量占吲哚总产量的 60%～ 70%， 随着吲哚下游医药和农药产 品的不断发展， 近年来该比例有所下降。 色氨酸以前主要用做人体营养补充 剂， 在医药中用于制备色氨酸营养 液， 还用作催眠剂、 精神安定类药物。 色 氨酸是动物营养必需的氨基酸， 在生物体内由 L-色氨酸可以合成 5-羟色胺 等激素和色素生物碱、 辅酶、 植物激素等多种生理活性物质， 对动物的神经、 消化、 繁殖系统的维持均具有很重要 的作用， 是一种重要的饲料添加剂。 尽 管色氨酸的需求量与赖氨酸和蛋氨酸相比较少， 但是重要性并不逊色， 以赖 氨 酸与色氨酸在动物体内的平衡来计算， 色氨酸应为赖氨酸的 10%， 目 前世 界赖氨酸消费量达到 25 万吨/年， 据此推 算色氨酸的需求量约为 2. 5 万吨/ 年。 有资料报道， 若全球配合饲料全部添加色氨酸， 则色氨酸潜在需求量约 为 10 万吨/年以上。 由于色氨酸工业化生产成本较高， 因此目 前世界色氨酸 的消费量仅为 4000t/a 左右， 但是其潜在需求量 非常大， 目 前日 本 90%的色 氨酸添加在饲料中， 随着工业生产成本的降低， 其用量还将有所增加。 另外吲哚还可以合 成许多重要的精细化工中间体， 如吲哚喃、 喹琳碱及 其衍生物喹哪啶酸、 四羟基异喹啉、 1, 4-萘二醇、 1, 4-萘二羧酸 等， 都是具 有发展潜力的精细化学品。 1. 2 生产方法和市场概况 1. 2. 1 生产方法 吲哚及其同系物和衍生物广泛存在 于自然界中， 最初是由靛蓝降解而 得。 吲哚传统的制备方法是采用煤焦油分馏法， 煤焦油中吲哚含量大约为 0. 2%， 从 煤焦油的220～270℃馏分中除去强碱和苯酚， 然后和金属钾加热到 100～125℃， 生成吲哚钾， 水解后， 精馏、 重结晶 精制得到产品。 由于资源 有限， 而且分离装置繁杂， 能耗大， 因而化学合成技术应运而生， 据文献报 道化学合成路线有50余种， 目 前已经工业化的主要有苯胺法、 邻氯甲苯法、 邻氨基乙苯法3条路线。 （1） 苯胺法 苯胺法是将苯胺与环氧乙烷反应制得N-β -羟乙基苯胺， 然后与熔融的氯 化锌一起加热， 经脱水、 闭环而成， 该路线关 键在于催化剂的选择。 反应方 程式如下： CH2CH2OH NH N H NH2 + H2 C O CH2 + H2O + H2 （2） 邻氯甲苯法 邻氯甲苯经氯化、 氰化、 氨化、 脱水制得吲哚满， 然后脱氢而得吲哚。 该法有效利用甲苯氯化副 产物邻氯甲苯为原料。 反应方程式如下： CH3 Cl CH2Cl Cl CH2CN Cl CH2CH2NH2 Cl 脱水 脱氢 N H N H （3） 邻氨基乙苯法 邻氨基乙苯在550℃、 氮气保护下， 并有硝酸铝〔或三氧化二铝) 存在的 条件下， 进行脱氢环 化， 再经过减压蒸馏得到二氢吲哚。 再于640℃下脱氢， 即得产品。 反应方程式如下： NH2 CH2CH3 cat. － H2 N H N H － H2 （4） 苯胺/乙二醇一步法多相催化法 中国科学院大连化学物理研究所开发了 苯胺和乙二醇为原料多相催化 一步合成吲哚的新技术， 并完成实验室小试， 立升级单管放大模试。 新技术 采用银基催化剂、 在350～400℃， 压力1. 0 Mpa的反应条件下， 催化脱水， 脱氢和环化一 步合成吲哚。 该工艺路线原料价廉、 工艺简单， 具有明显的优 点。 反应方程式如下： NH2 + HOCH2CH2OH Cat, 325℃ H2+ 2H2O + H2 N H 1. 2. 2 市场概况 目 前全球吲哚生产主要集中在美国、 西欧、 日本等工业发达国家与地区， 煤焦油提取法和化学 合成法并存， 年生产能力约 7000 吨。 其中日本主要有 两家企业生产， 即新日 铁化学公司和三井化学公司。 其中新日 铁化学公司采 用煤焦油分馏法生产， 年生产能力约 800 吨， 三井化学则采用苯胺法生产， 年生产能力约 500 吨。 日 本的川研精细化学公司和庵原化学公司不生产吲 哚， 但是生产吲哚衍生物， 如庵原化学工业公司拥有大规模的甲苯氯 化装置， 生产对氯甲苯用于农药和染料的生产， 由于副产物邻氯甲苯用途较少， 因此 利用其生产吲哚满， 进而生产各 种吲哚衍生物。 我国目 前尚没有真正的吲哚 工业化连续生产装置， 需求主要依赖进口。 由于近年来吲哚下游产品开发 进 展较快， 许多生产吲哚的公司同时进行下游产品深加工。 因此贸易量日趋减 少， 以日本为例， 1995 年以前日 本曾 第 1 页