轉(zhuǎn)化率隨配料比的變化數(shù)據(jù)

從圖1 可以看出，1，4－二氯丁烷即格利雅試劑與硫代內(nèi)酯的摩爾數(shù)以1．8∶1 左右為宜。

2．3．3．2 溫度

在引入羧丁基側(cè)鏈的過(guò)程中，格利雅試劑與硫代內(nèi)酯反應(yīng)的溫度變化情況見(jiàn)表4。表4 轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化數(shù)據(jù)圖2 轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化

從圖2 可以看出，該反應(yīng)溫度以－23℃左右為宜。通入二氧化碳過(guò)程中的溫度變化情況見(jiàn)表5。表5 轉(zhuǎn)化率隨通二氧化碳溫度的變化數(shù)據(jù)

圖3 轉(zhuǎn)化率隨通二氧化碳溫度的變化從圖3 可以看出，該反應(yīng)溫度以－18 ℃ 左右為宜。

2．3．3．3 最佳反應(yīng)條件的確立

實(shí)驗(yàn)中還對(duì)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化，最后形成了以下工藝路線：硫代內(nèi)酯與格利雅試劑（摩爾比為1∶1．8）反應(yīng)，四氫呋喃作為溶劑，反應(yīng)溫度控制在－20 ～ －25 ℃，反應(yīng)3 h，然后在－15 ～ －20 ℃ 的低溫下通入二氧化碳，通氣5 h。然后加入30 ％ 的硫酸水解，加熱脫水。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合物進(jìn)行相分離，有機(jī)相減壓蒸餾。殘余物溶于甲苯，加入1 mol ／ L 的氫氧化鈉，與產(chǎn)物反應(yīng)形成鹽，將其轉(zhuǎn)移至水相。然后用酸將pH 值調(diào)到5 ～ 6， 并用甲苯萃取2 遍后，真空濃縮有機(jī)相，得所需產(chǎn)物。

3 工業(yè)化生產(chǎn)

在利用上述工藝進(jìn)行中試時(shí)，發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題：首先， 水解結(jié)束后減壓回收四氫呋喃過(guò)程中耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，回收時(shí)間約為10 ～ 12 h；其次，得到的產(chǎn)物

通過(guò)檢測(cè)，HPLC 含量為80 ％ 左右， 從圖譜顯示有很多的雜質(zhì)峰，［a］D20 在150 ～ 170；再次，四氫呋喃的單位消耗為11．6 kg ／ kg ， 折合232 元／ kg，占整個(gè)原料成本中的12 ％ 。在中試過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)控取樣并分析，發(fā)現(xiàn)在四氫呋喃回收過(guò)程中，由于時(shí)間長(zhǎng)，蒸餾過(guò)干，局

部受熱不均，導(dǎo)致了大量雜質(zhì)的產(chǎn)生。通過(guò)實(shí)驗(yàn)， 我們利用甲苯置換四氫呋喃的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，在通入二氧化碳結(jié)束后，先蒸餾總四氫呋喃量的1 ／ 4，然后滴加甲苯置換，直至無(wú)四氫呋喃為止，再進(jìn)行硫酸水解，酸堿提純，減壓回收溶劑后得到的產(chǎn)物，HPLC 含量和比旋度均達(dá)到預(yù)定合格的目標(biāo)。因此，在擴(kuò)大生產(chǎn)中，我們采用了一個(gè)塔徑0．75 m、塔高6 m 的填料精餾塔來(lái)進(jìn)行四氫呋喃的回收，在回收過(guò)程中，控制不同的回流比來(lái)保證四氫呋喃的質(zhì)量。經(jīng)過(guò)回收套用，四氫呋喃的單位消耗為0．66 kg ／ kg，折合人民幣13．2 元／kg，占整個(gè)原料成本的0．7 ％ ，極大地降低了原料成本。

4 結(jié)論與討論

4．1 硫代內(nèi)酯的制備中，用硫代乙酸鉀代替硫代乙酰胺、硫化氫、硫氫化鈉等進(jìn)行硫代，操作方便、安全， 而且反應(yīng)條件溫和， 規(guī)模生產(chǎn)后收率高達(dá)93 ％ 。在工業(yè)化制備硫代內(nèi)酯時(shí)，為了降低原料成本，也對(duì)工藝進(jìn)行了改造，在保溫反應(yīng)結(jié)束后，先減壓回收N，N－二甲基甲酰胺，再進(jìn)行后處理，使N，N－二甲基甲酰胺得到了很好的回收利用。

4．2 用1，4—二氯丁烷引入羧丁基側(cè)鏈， 原料價(jià)格低廉，操作方便，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物采用酸堿中和方法分離、提純，純度較高，為下一步的催化加氫提供了很好的基礎(chǔ)。

4．3 在工業(yè)化生產(chǎn)中，運(yùn)用綠色化學(xué)的原理對(duì)工藝進(jìn)行了綠色化改造， 去除了大部分有毒有害的試劑，對(duì)溶劑進(jìn)行了回收利用，大幅度降低了原生產(chǎn)工藝中的環(huán)境污染和能源消耗， 特別是接側(cè)鏈反應(yīng)中的四氫呋喃的回收利用， 不但降低了原料成本，還確保了產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了雜質(zhì)的產(chǎn)生。

4．4 在生物素的全合成反應(yīng)中， 引入羧丁基側(cè)鏈，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中工藝簡(jiǎn)單，原料成本低，基本實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。通過(guò)這個(gè)研究也可以看到， 在多數(shù)情況下綠色化學(xué)的目標(biāo)與追求經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)是一致的。