從研究員到董事長 率先實現萬能超強親核催化劑4-二甲氨基吡啶...

2021-01-20 化工網

——記湖南斯派克科技股份有限公司董事長段湘生

　　段湘生網名瀟湘之子，除了寓意名字和湖南情結外，談起這個網名還有一個故事。在2006年3月29日長沙首發的記錄湖湘青年科技精英成長軌跡的大型畫冊取名《瀟湘之子》，全書通過圖文並茂的形式，展示了114位中國青年科技獎或湖南省青年科技獎得主的成材歷程和感人風採，而其中正有段湘生的化學人生片段。

　　此時瀟湘之子已多年擔任海利化工股份的研究員，並且長期從事農藥科研和有機合成開發工作，作為課題主要負責人，先後取得科研成果20多項，其中，國家及省部級科技攻關、科技成果重點推廣、技改、中試項目10項。在農化領域的研究成果包括「年產30噸殘殺威中間試驗」、「高毒有機磷替代品種——甲基嘧啶磷的開發研究」、「新型殺蟲劑HNPC—A9908的研製與開發」、「高效、低毒殺蟲劑嘧啶磷的開發研究」、「年產500噸好安威原藥生產技改項目」、「高效殺蟲劑硫雙滅多威的開發研究」等；已產業化的項目近10項；所主持的「殘殺威原藥技術開發」、「年產30噸丁硫克百威中間試驗」，分別於2001年、1998年獲國家科技進步二等獎(排名第四)、湖南省科技進步二等獎(排名第一)，此外，他還獲得化工部科技進步二等獎、「湖南省優秀工程諮詢一等獎」(排名第四)、國家發明專利(排名第二)各一項。他在《精細化工》、《農藥》、《湖南化工》等學術刊物及省級以上學術交流會議上先後發表科研論文近20篇。指導和培養初、中級專業技術人員數十名。

　　而從研究到做企業的改變則恰恰是4-二氨基吡啶(DMAP)這個萬能超強親核催化劑。

　　4-二甲氨基吡啶是一種廣泛應用於化學合成的新型高效催化劑，在有機合成、藥物合成、農藥、染料、香料等合成的醯化、烷基化、醚化等多種類型的反應中有較高的催化能力，對提高收率有極其明顯的效果。1、用量小，通常每摩爾反應物只需用到0.05-0.2毫摩爾即可；2、反應條件溫和，一般室溫下即可進行反應；3、溶劑選擇範圍廣，常規溶劑均可適用；4、反應時間大大縮短； 5、反應的收率高，如用吡啶幾乎不反應的空間位阻大的化合物，使用DMAP作催化劑，收率可達80-90%。

　　2001年段湘生,曾文平,聶萍在精細化工中間體發表4-二甲氨基吡啶的合成及應用

　　也正是看到DMAP的強大催化能力和廣泛的應用範圍，段湘生和他的團隊決定創立斯派克(chemspark)致力於DMAP的產業化。

　　經過多年的發展，斯派克已成為國內領先的4-二甲氨基吡啶的生產商，並且出口到歐美日韓印度的全球化學產業發達的國家和地區，並於2014年實現新三版成功掛牌。

　　附：4-二甲氨基吡啶的應用反應(摘自段湘生,曾文平,聶萍在精細化工中間體發表4-二甲氨基吡啶的合成及應用)

　　1、酯化反應：羧酸和醇的酯化反應需在較高的溫度下進行,但對於胺基酸的酯化,在高溫時易得到消旋化產物。而在DMAP存在下,可以在較低的溫度下快速酯化,避免了在反應過程中原料和產物的消旋化。

　　2、醯化反應：醯化反應是有機合成中應用最廣泛的單元反應。DMAP已普遍應用於高位阻、低活性的醇、酚的醯化反應,顯著地提高了反應收率,並且使反應條件變得溫和。

　　3、醯胺化反應：對於一些位阻大,反應活性差的胺類,醯化反應常用吡啶或三乙胺作催化劑,反應條件苛刻,反應收率低;用DMAP作催化劑時,可使反應在比較溫和的條件下順利進行。

　　4、異氰酸酯的反應：羧酸與異氰酸酯的反應,以DMAP替代吡啶作催化劑時,反應速度可大大提高。例如:苯乙酸與苯基異氰酸酯反應,用DMAP作催化劑,在24度下,反應5min,產率可達66%;而用吡啶作催化劑時,反應2h,產率僅為53%。該方法還可用在氨苄青黴素的半合成上。苯基異氰酸酯在DMAP催化下與亞磺酸反應,可得到高產率的亞磺醯胺。

　　5、醇和酚的醚化反應：DMAP首先是作為醯化催化劑使用,但隨著對DMAP催化機理的更深入研究,DMAP也可用來催化醇和酚的醚化反應。如醇與三苯甲基氯化物的醚化反應,以DMAP為催化劑時,收率可提高20%~30%。酚的甲基化反應,在DMAP催化下酚與碳酸二甲酯的反應很完全,副產物為CO2、甲醇,無三廢,同時還可避免使用高毒的硫酸二甲酯,,酚與碳酸二甲酯的反應很完全,副產物為CO2、甲醇,無三廢,同時還可避免使用高毒的硫酸二甲酯。

　　6、大環化合物的合成：由於DMAP優越的催化性能,它的應用範圍愈來愈廣,特別是在某些天然大環化合物的合成上,可以明顯地改善反應條件,提高產率及產品純度。

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