基本性質
白色或淺黃色結晶,或結晶性粉末,無臭或稍帶氣味,味微酸。等電點為pH4.23-4.25,熔點,234-238℃,λmax在pH1.28-1.30之間都為261.5nm。能溶於水和乙醇,1g煙酸溶於60mL水或80mL乙醇(25℃),1%水溶液的pH值為3.0-4.0;幾乎不容易於乙醚,易溶於沸水、沸乙醇已經鹼性氫氧化物和碳酸鹽的溶液中。無吸濕性,對光、空氣和熱的穩定性強。在乾燥狀態下極穩定,水溶液中也相當穩定,在稀酸、稀鹼溶液中幾乎不分解。與酸鹽形成季銨鹽,與鹼形成羧酸鹼金屬鹽。與重金屬鹽形成難溶於水的重金屬鹽,遇硫化氫則又恢復成煙酸。
生產路線
試劑氧化法
試劑氧化法是發展最早的製備煙酸的方法之一。使用的氧化劑有HNO、KMnO或NO、濃HSO或SO、O或HO等,其中以HNO做氧化劑最為普遍。3-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶、喹啉以及6-羥基喹啉均可在上述氧化劑作用下生成煙酸。
硝酸氧化法主要是將2-甲基-乙基吡啶(6.4%)和硝酸(33%水溶液)混合通入鈦管反應器,控制溫度、壓力和反應時間,反應產物經濃縮、冷卻結晶、離心分離得粗品,在經過活性炭脫色,重結晶得到成品煙酸。反應轉化率在99%以上,選擇性在95%以上。
氨氧化法
氨氧化法主要以3-甲基吡啶和或2-甲基-5-乙基吡啶為原料,在催化劑作用下,與氨和空氣的混合物進行高溫氧化,生成吡啶腈,然後在鹼性條件下水解得煙酸。氧化在固定床或沸騰床中進行,催化劑可以為銻、釩、鈦或其氧化物,單獨使用或用它們的混合物,也可採用VO做催化劑的活性成分,以SiO-AlO為載體製得的催化劑。
該法原料價廉易得,可連續大規模生產。在常壓或低壓下反應,產率高、純度高,生產安全可靠,是工業上製備煙醯胺和煙酸廣泛採用的工藝方法。
氣相氧化法
該法是以空氣(或富氧空氣)做氧化劑,在催化劑的作用下,氧化3-甲基吡啶製得煙酸。該法把3-甲基吡啶氣相化與空氣一起通入裝有催化劑的管式固定床反應器中,通過氣固反應進行氧化。所採用的催化劑都為釩的氧化物(VO)與鉻、錳等過渡金屬化合物的組合物,反應溫度為350℃。該法由於採用空氣做氧化劑,催化劑可長期循環使用,一步氧化到位,無有害廢棄物和廢液生成,是一種低成本、高效率,可與氨氧化法競爭的具有潛在發展前途的方法。
電化學氧化法
以3-甲基吡啶(3-MP)為原料,直接電氧化合成煙酸。3-MP的電化學氧化反應是在電子導體電極與離子導體電解質溶液界面上進行的非均相電子轉移反應。電解結束,陽極液經中和回收未反應的3-MP後,再經脫色、過濾、結晶、乾燥得煙酸成品。
發展趨勢
煙酸在醫藥、食品和飼料上套用廣泛,近年來發展較快。目前世界煙酸每年的產量達四萬噸。銷售量年增長率為6-7%。由於傳統的化學合成方法存在產量低、污染嚴重等弊端,國內外學者一直致力於煙酸合成新工藝的開發。電化學氧化法製備煙酸產品質量好,工藝流程短、產物選擇性高、污染小甚至無污染、反應條件溫和、工藝過程簡單,已成為各國競相開發的熱點。
目前,我國煙酸的生產規模較小,年生產能力較低,工藝落後,成本較高,市場競爭力較低。因此,加強煙酸生產方法、新工藝的研究和開發,降低產品成本,提高生產能力和產量,以滿足市場對煙酸日益增長的需求,將是今後我國煙酸行業必然的發展方向。
質量指標
項目 | 指標 | ||
GB 14757-93 | FCC(1997) | 日本食品添加物公定書(第六版) | |
含量(乾燥後)/% | 99.5-101.0 | 99.5-101.0 | 99.5-101.0 |
熔程/℃ | 234-238 | 234-238 | 234-238 |
重金屬(以Pb計)/% | ≤0.002 | ≤0.002 | ≤0.002 |
氯化物(以Cl計)/% | ≤0.02 | — | ≤0.021 |
硫化物(以硫酸根計)/% | — | — | ≤0.019 |
乾燥失重/% | ≤1.0 | ≤1.0 | ≤1.0 |
灼燒殘渣/% | ≤0.1 | ≤0.1 | ≤0.1 |
用途
維生素強化劑、發色助劑。
主要用於穀物、麵粉、大米、保健食品和粉狀食品等。GB 14880-94規定其使用範圍及使用量分別:為穀物及其製品,40-50mg/kg;嬰幼兒食品,30-40mg/kg;液體及乳飲料,10-40mg/kg。另外,GB 2760-2007規定,可用於軟飲料,3.3-10mg/kg;固體飲料,160-330mg/kg;豆奶粉、豆粉,60-120mg/kg,豆漿、豆奶,10-30mg/kg;含乳固體飲料,12.0-15.6mg/kg;即食早餐穀類食品,75-218mg/kg;可可粉及其他口味營養型固體飲料,11-24mg/100g(相應營養型乳飲料按稀釋倍數降低使用量);
果汁(果味)型飲料,3.3-15mg/kg;餅乾,3-6mg/100g。
本品也可作為肉類製品的發色劑代替部分亞硝酸鹽,與維生素C合用,添加量為0.02-0.1%,以保持和增強火腿香腸的色香味。
毒性
LD7.0g/kg(大鼠,經口)。
ADI不作特殊規定(EEC,1990)。
GRAS(FDA,§182.5530,2000)。