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三甲基铝国产化:左手连着芯片,右手卡着熔喷布

三甲基铝(TMA)是一种重要的有机金属化合物,其用于生产芯片,还是用于生产高质量熔喷料催化剂的原料,但是,这个化合物,一直依赖靠进口。随着国内首套年产400吨TMA装置的投产,这种卡脖子的瓶颈将会被打破。 三甲基铝用于生产芯片的晶圆上,半导体行业都把这类产品统称为气体或者是ALD/CVD前驱体,在光伏、LED,集成电路,液晶显示也都要用到。 TMA还是合成茂金属催化剂体系中助催化剂甲基铝氧烷(MAO)、改性甲基铝氧烷(MMAO)的起始原料,熔喷布是生产口罩、防护衣等医疗物资的原料,用茂金属催化剂可以直接聚合生产熔喷布专用料高熔融指数的聚丙烯,聚丙烯的熔融指数越高,熔喷出的纤维就越细,制作成的熔喷布过滤性也就越好。 高熔融指聚丙烯目前绝大多数采用降解方法,使聚丙烯和有机过氧化物等在螺杆挤出机中进行反应,使聚丙烯分子链发生断裂而降低其分子量,增加融指,最大的优点是分子量分布窄,但是,这种方法有机过氧化物残留,去年就曝出多家知名企业的熔喷料二叔丁基过氧化物(DTBP)最高超过国家标准上限100多倍,黄色指数偏高,气味比较大,熔喷料DTBP残留量大幅超标,还会导致下游熔喷布工艺不稳定,并释放大量有异味的挥发性有机化合物(VOC),降解剂二叔丁基过氧化物浓度控制不好,还有安全风险。 用茂金属催化剂可以直接聚合制备熔喷纺丝聚丙烯,该方法不引入过氧化物,无残留、无异味。 目前,目前全球仅有美国的乙基公司和德国的Witco公司生产TMA,国内如果全部依靠进口,每公斤高达3000-4000元,造成茂金属催化剂及熔喷料成本高,经济性弱。 TMA合成按照不同反应机理进行分类,主要包括金属钠还原法、格氏试剂法、超声波辐射法和烷基交换法等。 金属钠还原法 将比理论量过量10%的金属钠置于有机溶剂中并加入少量硬脂酸,在搅拌下将倍半物滴于悬浮液中,反应完毕,将产物蒸出,残渣处理。 这种方法曾一度作为TMA的经典生产方法,但是,反应往往有乙烷生成,并且反应过程中有副产物四甲基铝化钠生成,从而降低了反应的选择性;其次,由于铝作为反应物参与反应,而中间产物经钠处理时又有铝生成从而使反应难以进行,况且生成的铝沉淀在钠的表面又进一步降低了反应速度,进而大大降低了反应的转化率。 铝还原法 铝还原法可用铝直接还原甲基汞制得TMA,该方法的产率较高,但由于烷基汞的不稳定性,且毒性很大而使反应没有实用价值,加之因为有汞生成,使得产物的处理比较困难,碘甲烷价格昂贵并极不稳定,限制了此反应的实用性。 镬铝合金还原法 由镁铝合金与卤代烷作用制备TMA,但是,铝的转化率低,副产物MgC1₂的回收过程繁杂,每生产I吨TMA就约产生2吨残渣,残渣除MgCI₂以外,还掺杂有金属镁、铝及氧化镁、氧化铝、氢氧化镁和氢氧化铝等。 格氏试剂法 以醚作溶剂,由格氏试剂与卤化铝或金属铝反应制取TMA,生成的TMA经醚化后,很难从反应液中蒸出,因而不具备实用性。 超声波辐射法 室温时碘甲烷和铝粉在碘氛围下反应,生成的甲基铝倍半碘再与三乙基铝反应生成TMA,这种方法反应周期短且反应收率较高,但由于需经两步反应,致使工艺流程复杂,分离困难,目前尚处于实验室研究阶段。 烷基交换法 由倍半物与烷基铝反应生成TMA,倍半物中比较适合作为反应原料的是甲基铝倍半溴及甲基铝倍半碘。此反应的收率高于86%。但反应时间超过12小时,且要使TMA从反应液中蒸出则需更长的时间。 铋基化合物为催化剂 烷基铝与卤代甲烷在铋催化体系下反应制备TMA,催化剂一般为含铋化合物,烷基铋、芳基铋、无机铋盐以及能被转化为烷基或芳基铋的任何含铋化合物,都能形成催化剂活性组分,通常采用的催化剂为BiC1₃。 该合成方法的反应时间为4小时,收率约为60%,被认为较理想的合成方法,但仍还存在收率不够高、BiC1价格较昂贵、后处理过程中分离难度较大等问题。 钒基化合物为催化剂 烷基铝与卤代甲烷在钒催化体系下反应制备TMA,该方法产率达85%,但反应周期较长,同时要控制-78的低温环境难度较大,此外,钒化合物价格也较昂贵。 TMA国外公司的生产方法可能是金属钠还原法或烷基交换法,金属钠还原法存在的副产物生成,降低选择性等问题,还不是难以突破的瓶颈的,烷基交换法还要考虑纯度如何提高。 关于举办环烯烃共聚物技术与市场论坛的通知 在新冠疫苗量产之际,装载疫苗的玻璃瓶出现紧缺迹象,能替代中硼硅玻璃的环烯烃共聚物(COC/COP)引起市场的关注。在疫苗玻璃紧缺的背景下,2020年国内COC/COP材料从零星应用进入应用爆发期,多家企业上马生产COP西林瓶、COP预灌封注射器,多家外企在2020年集中向国家药品监督管理局申请环烯烃共聚物西林瓶、预灌封注射器药包材资质。 未来几年COP/COC材料预灌封注射器将逐步取代传统型玻璃安甑、西林瓶、普通注射器,COP/COC作为优异的光学膜,用于手机、电脑、液晶电视等领域,COP/COC未来市场广阔,但是,环烯烃聚合物(COC/COP)国内还不能生产,国内使用的COC/COP材料全部依赖进口,与别的产品不同的是,COC/COP从原料单体降冰片烯到催化剂及材料整条产业链国内都没有完全产业化。

2021-03-19

多巴胺 + 呋塞米配伍禁忌?「利尿合剂」能不能用

呋塞米配伍多巴胺的「利尿合剂」是心内科常见用药方式,但其实早在 40 年前就有人提出其不合理性。「利尿合剂」究竟能不能用? 为什么要用「利尿合剂」? 基于临床用药的经验,呋塞米在长期使用过程中易产生耐受性,在心内科如急性心衰患者中,单一使用利尿剂很难达到很好的效果。 小剂量的多巴胺通过激动多巴胺受体,扩张肾血管,增加肾血流量,可增加尿量。 两者配置成利尿合剂,在药理上简直绝配,很多的临床经验也证实了它的效果。但这样用药真的对吗? 呋塞米 + 多巴胺配伍不相容 首先通过一个表格来了解一下不同厂家的呋塞米注射液和多巴胺注射液。 两者为何不相容?可以用 David W.Newton 的观点解释:酸碱反应是药物不相容的最常见原因。 当盐或者离子形式的有机药物,稀释或混合导致沉淀时,最可能的原因是非离子形式药物的形成。 基于这样的理论之下,我们具体来看呋塞米注射液和多巴胺注射液。 1、如果混合后的溶液 pH 值呈酸性,那么呋塞米注射液将从混合溶液中析出呋塞米沉淀。 怎么理解这句话呢?呋塞米原料药本身为难溶性弱酸,因为难溶于水,溶于碱,故用氢氧化钠制成可溶性呋塞米钠盐,所以呋塞米注射液呈碱性。 当加入某种酸的时候,就破坏了呋塞米注射液可溶性钠盐的酸碱平衡,某酸与呋塞米(弱酸)竞争与碱成盐,最终析出了呋塞米。所以输液管中看到的浑浊就是水不溶性呋塞米。 Aurélie Foinard 等人认为即使没有可见微粒,呋塞米的沉淀也导致药物损失估计在 10%~15% 之间,速尿更易受到相互作用影响。 举个例子:呋塞米注射液 + 5% GS 250 mL,溶媒葡萄糖注射液呈酸性,故呋塞米容易在葡萄糖溶媒中被析出。 是不是临床中经常碰到葡萄糖溶液中加速尿针变浑浊?那为什么有些情况下不浑浊呢?可能是由于最终配置的溶媒 pH 未达到呋塞米析出的酸值。 比如加入的呋塞米注射液剂量够大,导致 pH 值升高,使最终配置的溶液达到中性或者偏碱性,也有可能葡萄糖溶媒剂量小,使整体溶媒的 pH 值向偏酸性趋势减小。此外,还与不同厂家药物溶媒的 pH 不同有关。 因此建议临床上以盐水做溶媒溶解呋塞米注射液,并控制盐水的量,因为不同厂家盐水的 pH 值也可能存在差异。 所以呋塞米注射液加入酸中,在兼容性方面是会产生浑浊的,是有配伍禁忌的。 2、如果混合后的溶液 pH 值呈碱性,那么多巴胺将被降解为黑色素样聚合物。 为什么会这样呢?其实应用于临床的多巴胺是其盐酸盐形式,即盐酸多巴胺,故盐酸多巴胺为酸性。 因为多巴胺含有酚羟基(儿茶酚胺类),在空气或者光的条件下易氧化,尤其是在碱性环境下,加速其氧化。所以多巴胺注射液中加碱容易使多巴胺氧化变成黑色素样聚合物。这就是为什么多巴胺药物辅料中要加入抗氧剂亚硫酸氢钠。 举个例子:多巴胺注射液 + 呋塞米注射液(多巴胺小剂量),两者混合其最终溶液很可能是呈碱性的,故多巴胺发生了氧化变色。 陆晓骅等人关于利尿合剂的实验中得出:pH < 8.0 时,盐酸多巴胺溶液在 3 小时内是稳定的。因此产生黑色聚合物很可能是混合后的溶液 pH > 8.0。 Gardella LA 等人在「盐酸多巴胺静脉内混合物稳定性」一文中提到 pH 值为 6.85 或以下,多巴胺在化学和物理上稳定性至少 48 小时。 所以多巴胺加入碱中,在兼容性方面是会产生变色的,亦存在配伍禁忌。此外,多巴胺最好以糖水做溶媒,而不是盐水。 「利尿合剂」能不能用? 综上所述,呋塞米注射液呈碱性,多巴胺注射液呈酸性,两者存在配伍禁忌,不能直接将多巴胺注射液和呋塞米注射液混合。 如果必须合用,需分开配伍,且建议呋塞米以盐水做溶媒、多巴胺以糖水做溶媒。 如果你还没有明白,那么就用笔者自编的顺口溜来做总结吧: 酸配酸、碱配碱 速尿碱,宜用盐 多巴酸,宜用糖 酸碱配,不溶盐 防氧化,加抗氧

2021-03-16

乙酰半胱氨酸还是氨溴索,祛痰药究竟该如何选?

痰液是由人体呼吸道粘膜的粘液腺细胞及杯状细胞分泌的液体,起到湿润人体气道,粘附吸入气道的灰尘和微生物的作用。人体通过气道纤毛的摆动、呼吸及咳嗽将痰液排除,起到呼吸道自净的功能。 在呼吸道感染等病理情况下,人体的痰液增多、粘稠难以排出,造成呼吸困难、咳嗽等症状及呼吸道感染的加重。而祛痰药通过稀释痰液、降低痰液粘度等机理,使痰液易于排出,降低了以上风险。 因此,每一个呼吸科医生都应能正确认识和选择合适的祛痰药用于患者治疗。 常用的祛痰药有哪几类? 1、恶心祛痰药 刺激胃黏膜引起轻度恶心,反射性促进支气管腺体分泌,使痰液稀释,改善黏液清除功能。这类药物主要包括氯化铵、碘化钾等。禁用于肺出血及胃肠道疾病患者,临床较少单独使用(常为各类复方止咳药物成分)。 2、刺激性祛痰药 这类药物通过其挥发性,加热后吸入,温和刺激呼吸道黏膜,湿化气道,使痰液黏稠度降低。由于此类药物需要加热,使用不便,已很少使用。 3、粘液溶解剂 此类药物主要通过裂解黏蛋白,改变痰液理化性质,使痰液稀释,粘稠度下降,而起到祛痰作用。代表药物有氨溴索、乙酰半胱氨酸、羧甲司坦、吉诺通等,此类药物临床应用最广。 4、其它有祛痰功效的药物 这些药物并不属于祛痰药,但针对某些疾病拥有很好的祛痰功效,如:第一代抗过敏药物、红霉素类药物、抗胆碱能药物(噻托溴铵、异丙托溴铵)等。 如何正确选择祛痰药? 1、上呼吸道感染 普通感冒、急性支气管炎多为自限性疾病,如痰液稀薄易于咳出,不必使用祛痰药物。有些咳嗽药水往往含有较强的止咳作用,反而对病情不利,而含有恶心性祛痰药的药物又增加了胃肠道副作用的风险。 第一代抗组胺药物如扑尔敏、酮替芬等能减少呼吸道分泌物,减轻咳嗽,为首选药物,但需要提醒患者注意嗜睡的副作用,服药后避免开车及危险作业。 当痰液粘稠时选用氨溴索、溴己新、吉诺通、桉柠蒎等粘液溶解剂比较有效。 2、各种原因引起的粘液不易咳出 可选用粘液溶解剂,如氨溴索等、溴己新等。 3、呼吸道细菌感染脓痰 宜选用乙酰半胱氨酸、氨溴索、羧甲司坦等。 4、气管切开后粘痰不易吸出者 关键是进行气管湿化,由于气管切开病人每日由呼吸道丧失大量水分, 易造成痰液干结,难以咳出,为了保持呼吸道湿润度, 维持支气管表皮细胞纤毛的正常功能 , 使支气管内分泌物向外移动 , 可给予对气管切开患者给予氨溴索湿化液微量泵持续气道内给药的湿化方案。 5、慢阻肺患者 慢阻肺患者的气道内产生大量粘液分泌物,可促使其继发感染,并影响气道通畅,应用祛痰药有利于气道引流通畅,改善肺功能,可长期服用 N-乙酰半胱氨酸或羧甲司坦等既有祛痰,又有抗氧化作用的药物。 胆碱能受体抑制剂吸入药物噻托溴铵、异丙托溴铵等也有明显减少黏液产生和分泌的作用,但这种作用不能影响粘液基本特性。 大环内酯类药物,除具有抗菌活性外,还具有良好的免疫调节活性和抑制炎症的作用。对气道黏液高分泌具有良好的抑制作用。长期使用红霉素(250 mg,2 次/d)、阿奇霉素(250 mg,1 次/d)等大环内酯类药物有助于降低慢阻肺患者急性加重的发作频率。循证医学证据亦肯定了大环内酯类药物对降低慢阻肺急性加重的临床价值。 应用祛痰药有哪些注意事项? 1、尽量避免使用止咳药物,以免被祛痰药稀释的痰液难以排出。 2、对于长期慢阻肺、支扩等患者,往往咳嗽无力,使用祛痰药的同时,需要结合排背、深呼吸、指导有效咳嗽、体位引流等物理治疗促进稀释的痰液排出。 3、止咳祛痰药是对症治疗药物,是「治标」手段,使用止咳祛痰药的同时,必须针对病因治疗,做到「标本」兼治。比如:治疗慢阻肺的关键是戒烟及长期使用 LABA 和 LAMA,预防呼吸道感染等综合措施 ;治疗哮喘的关键是避免过敏原 ,及长期激素吸入治疗。 4、支气管哮喘急性发作期气管支气管痉挛,所以支气管哮喘发作期间避免使用祛痰药,以免痰液难以排出加重缺氧及哮喘症状。 5、糜蛋白酶由于可能过敏反应,已趋于淘汰。 6、国内有许多氨溴索针剂超说明书雾化治疗的报道,由于氨溴索针剂内的防腐剂可能引起严重过敏,却氨溴索针剂雾化并非不可替代,所以不推荐氨溴索针剂雾化治疗。本月 8 日,韩美提交的吸入用盐酸氨溴索吸入剂被国家食药监获批, 将成为氨溴索雾化吸入的合适选择。 小结 祛痰本质是通过药物改变痰液的理化性状,促进痰液的排除,是对症治疗的手段,需配合病因治疗合理使用,用好了能加快疾病的康复。 参考文献: [1] 卫生部合理用药专家委员会. 中国医师药师临床用药指南(第 2 版)[M]. 重庆:重庆出版社, 2014:686-737.

2021-03-16

乙腈or甲醇该做何选择?

乙腈(CH3CN)是一种用途相当广泛的有机化工原料,除在石油化学工业中用作从烯烃和链烷烃中提取丁二烯和异戊二烯的萃取剂外,还被广泛的用作有机合成、医药、农药、表面活性剂、染料等精细化学品的合成原料,以及薄层色谱、纸色谱、光谱、极谱和高效液相色谱(HPLC)的流动相溶剂,最近开始被用作DNA合成/提纯溶剂、有机EL材料合成用溶剂、电子部件的清洗溶剂等,这些用途对乙腈的纯度都有很高的要求。 乙腈在实验室里的用途大解析 1、乙腈是常用的极性非质子溶剂。在无机化学中,乙腈被广泛用作配体,它的简称是MeCN。例如乙腈配合物PdCl2(MeCN)2可由加热聚合氯化钯在乙腈中的悬浊液制取。由于乙腈介电常数较高,因此是一个广受欢迎的循环伏安溶剂。 2、乙腈也是有机合成的一种二碳原料。它与氯化氰反应可以得到丙二腈。 3、乙腈也作为流动相分离分子,常用于柱色谱和更现代的高效液相色谱。 4、在核医学领域,乙腈用于合成氟代脱氧葡萄糖等正电子类放射性药品。在合成FDG的过程中,乙腈的蒸发可以带走反应体系之中的水分;反应体系之中乙腈含量的多少,对于FDG的合成效率和药品质量具有举足轻重的影响;同时,乙腈还作为溶剂和反应体系的基质。 5、此外,在FDG的常规质量检验工作中,还采用乙腈:水混合液(比如,85%v/v)作为薄层色谱分析的流动相。 色谱乙腈的应用 色谱乙腈是指用于色谱分析、色谱分离、色谱制备的乙腈试剂 特点 为用户带来的好处 • 低UV 背景吸收 • 优异的HPLC 梯度洗脱基线——〉• 避免了鬼峰及错误结论 • 低固体颗粒及挥发残留——〉• 减少了色谱柱的污染及系统堵塞 • 使用前无需过虑 • 低含水量——〉• 避免了正相色谱柱的失活 • 优异的批次稳定性——〉• 更换批次时无需更改HPLC标准方法 • 高通量生产中降低了次品率 高效液相色谱(HPLC)分析中,流动相溶剂的纯度和质量对分析结果和仪器本身都有重要影响。 溶剂中的各种痕量杂质不仅会造成较高的基线和鬼峰,进而影响定性定量分析结果,而且可能会污染分离柱和堵塞系统,造成仪器出现故障。 了解HPLC溶剂规格和相关的测试方法,可以帮助HPLC 用户评价和筛选HPLC溶剂,减少溶剂杂质对应用造成的负面影响。 最常用的有机流动相组分 乙腈区别于其他HPLC溶剂的独特性质(中等洗脱能力、强溶解能力、能够得到明确的色谱峰、低粘度、相对于醇类和酯类有较低的UV吸收),使其成为最常用的有机流动相组分。乙腈一般是(由氨和丙烯)大规模生产丙烯腈的副产物。其中可能含有多种很少量的杂质(例如丙烯腈、α(β)-甲基丙烯腈、顺/反式丁烯腈、乙醛、丙酮、甲醇、乙基氰化物、丙烯醛、烯丙醇、丙烯酸、恶唑和乙酸)。 经过复杂的纯化过程,痕量的上述杂质可能仍然存在于HPLC级乙腈中。其中一些杂质不仅会造成较高的基线和鬼峰,进而影响定性定量分析,而且会污染分析柱、堵塞系统,导致仪器出现故障。 HPLC乙腈UV吸收值的判断 UV吸收背景对HPLC乙腈的关键性源于两个原因。首先,大部分有机杂质都会产生UV吸收。乙腈的UV吸收越小意味着其中杂质含量越少。第二,HPLC仪器最常用的检测模式就是UV检测。因此乙腈的UV吸收越小,色谱的基线背景越低;从而灵敏度越高,检测限越低。 乙腈、甲醇大比拼 有时单用ACN或MEOH可能会达不到理想的分离效果,在流动相同时使用ACN和MEOH可改变选择性以获得较好的分离效果。 简言之,在改变分离选择性的时候,甲醇细调,乙腈粗调。主要是为了调整流动相的粘度和强度,使得分离效果和选择性有所改善。 基于溶剂不同的选择性,甲醇为类质子溶剂,可形成氢键,对于分离酸碱或电负性强的化合物有提高选择性,乙腈为极性分子,其碳氮三键含有未成键电子,能与含有空轨道的化合物结合,则与甲醇有着不同的化合物选择性。 在反相色谱中,你可以把色谱过程想像为流动相中的有机溶剂是从固定相层上把溶质给“萃取”下来的,再联想“相似相溶原理”,你就能够理解分离化合物中流动相的种类对分离结果的改变情况了。 乙腈和甲醇分别用同样的比率与水混合时,乙腈的洗脱能力强。特别是混合比率低时,从咖啡因和苯酚的洗脱来看,获得同样的保留时间,乙腈的比率,只需甲醇的比率的一半以下即可。 首先,乙腈价格高,特别是HPLC级的价格很高,但为啥文献中的条件,多用乙腈呢? 1、吸光度。 乙腈HPLC级吸光度值低。乙腈和甲醇的市销HPLC级和优级的吸收光谱中,乙腈HPLC吸收最小(特别是在短波长上小)。所谓HPLC级是除去具有吸收UV的杂质,在规定的波长上吸光度限制在规格值以内。在UV检测时,产生的噪声小,因此在进行UV短波长上的高灵敏度分析时乙腈HPLC级最适宜。 另外,在UV检测中的梯度基线上也是乙腈HPLC级产生鬼峰少,虽然,其他与水相溶性高的有机溶剂有各种各样,但很难能找到比乙腈HPLC级吸收更小的。另外,甲醇的HPLC级和优级,虽然所得的光谱相差不大,但是优级不能保证吸光度,有可能产生偏差,价格也相差不大,所以尽量使用HPLC级。 2、压力。 根据有机溶剂的种类或混合比率的不同而异,水/乙腈,水/甲醇混合液的比率与输液压力的关系中,甲醇与水混合,压力增高,而乙腈同样与水混合压力较低。所以,乙腈在同样的流速下不在柱内增加多余的压力。 3、流动相的脱气。 乙腈类要注意混合溶剂的制备,在流动相瓶内进行时(等浓度系统),甲醇与水混合时发热,多余的溶解空气较易变为脱出气泡(脱气容易);而乙腈由于吸热冷却,随着慢慢回到室温,产生气泡,所以要考虑脱气(加温搅拌,过滤膜,He脱气等。 4、分离(洗脱)的选择性。 乙腈和甲醇在分离的选择性上不同。由于有机溶剂分子的化学性质(甲醇和乙醇是质子性,乙腈和四氢呋喃是非质子性)不同所致。因此,在用乙腈类不能获得分离的选择性,就试用甲醇类看看。 5、峰形。 像水杨酸化合物(在邻位上具有羧基或甲氧基的苯酚化合物)等,用乙腈类时拖尾严重,用甲醇类可抑制。可是,一般情况下,聚合物类反相柱,与硅胶柱相比,更具有峰形宽的倾向,特别是用聚苯乙烯分析柱芳香族化合物时常见。这在流动相使用甲醇时非常明显,而用乙腈时不明显。为此,用聚合物类反相用柱时建议采用后者(乙腈类),这是因为乙腈使凝胶膨润。 6、洗脱能力。 乙腈和甲醇分别用同样的比率与水混合时,一般情况下,乙腈的洗脱能力强。特别是混合比率低时,从咖啡因和苯酚的洗脱来看,获得同样的保留时间,乙腈的比率,只需甲醇的比率的一半以下即可。 另一方面,有机溶剂100%或与此极接近时,从胡萝卜素和胆甾醇来看,常常都是甲醇的洗脱能力强。混合比在50比1等较为特殊时,调制的误差大,影响保留时间,或平衡化的时间长,乙腈遇到这种情况时,用甲醇的10比1混合代替乙腈,操作方便些。溶剂受温度影响时,不采用容器定量,而采用重量的方法(考虑比重),可使混合比的误差减小。 乙腈的安全要求 1、乙腈属高度危险品,具有燃烧、爆炸性质,蒸气与空气混合物的爆炸极限4.4%~16%(V/V),遇明火、高热能引起燃烧爆炸,其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源引着回燃。因此,一切预防措施应考虑如何避免形成燃烧、爆炸条件。 2、乙腈剧毒,易挥发,对皮肤和黏膜有刺激作用,应为接触乙腈的人员提供保护皮肤和呼吸器官的劳保措施,乙腈的分析应在通风橱中进行。工作区域空气中乙腈最高允许浓度不超过2mg/m3。 3、乙腈遇硫酸、发烟硫酸、氯磺酸、过氯酸盐等发生强烈的反应,应避免与上述物质接触。有乙腈的场所,禁止使用易产生火花的机械设备和工具。 4、泄漏的乙腈可用活性炭或其他惰性材料吸收,然后收集运至废物处理场所处置,也可用大量水冲洗,冲洗水放入废水系统处理。 5、消防器材应用泡沫、二氧化碳灭火器,或用砂土。 乙腈操作注意事项和储存 操作注意事项:严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。操作尽可能机械化、自动化。用防爆型的通风系统和设备。远离易燃、可燃物。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、还原剂、酸类、碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类、碱类、易(可)燃物、食用化学品分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 乙腈的使用防护 尽可能提供安全淋浴和洗眼设备。 呼吸系统防护:可能接触毒物时,必须佩戴过滤式防毒面具(全面罩)、自给式呼吸器或通风式呼吸器。紧急事态抢救或撤离时,佩戴空气呼吸器。 眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。 身体防护:穿胶布防毒衣。 手防护:戴橡胶耐油手套。 乙腈的回收利用 由于六七十年代乙腈回收率低、成本高、用途不广等原因,很多丙烯腈生产厂家把粗乙腈作为燃料烧掉或通过深井注射处理掉,有的甚至直接排放到环境中,这不仅没能很好的利用资源,而且对环境也造成严重污染。随着科学技术的日益发展,乙腈的用途日趋广泛,乙腈回收利用也受到越来越高的重视。 过去二十年里人们不断改进乙腈提纯、精制工艺,乙腈的质量有了很大的提高,需求量不断增加。回收乙腈,有效利用乙腈是提高经济效益和社会效益的重要途径。因此,长期以来,制备适用于不同用途的高纯乙腈,甚至一种高纯乙腈可适用于多种用途,一直是国内外研究的热点。

2021-03-12

4 款国产新冠疫苗:要打两针的好,还是只打一针的好?

截至目前,我国已有 3 款灭活新冠疫苗获得附条件批准上市,分别是国药中生北京、国药中生武汉和科兴中维。 2 月 25 日,陈薇院士和康希诺共同研发的腺病毒新冠疫苗正式获得附条件批准上市。与灭活疫苗不同,这款腺病毒疫苗只需单剂接种。 同样是新冠疫苗,为什么有的需要打两针,有的却可以单剂接种?打一针的疫苗和打两针的疫苗,效果会有差别吗? 全球部分新冠疫苗研发进度 图源:作者制图 疫苗怎么打最合适? 去年 4 月,国药和科兴同时开始了第 I/II 期临床试验。如果遵循以往的疫苗研发进度,II 期试验需要在 I 期试验的免疫原性数据分析全部结束后才能开始,而这个过程需要至少几个月的时间。 为了加快进度,两家公司都在 I 期临床试验开始之前提交了 I 期和 II 期试验的全部设计方案,这样,II 期试验就可以在 I 期的安全性结果出炉后立刻开始,时间缩短到 7~14 天,为疫苗早日上市争取宝贵的时间。 但是,这同时也给疫苗的方案设计提出了更高的要求。 在疫苗方案设计中,几个最为关键的问题是接种剂量、接种次数和间隔时间。如果选择了不合适的方案,很有可能会让 I/II 期的心血付诸东流,甚至影响到最重要的 III 期临床。 因此,研发团队需要基于以往经验,综合现实条件,在试验开始前「预测」出成功率比较大的方案。 换句话说,疫苗怎么打最合适这个问题,在试验设计之初,是被「试」出来的。 我们拿国药中生北京的灭活新冠疫苗来举个例子。 疫苗保护率与中和抗体的滴度是评价一款疫苗的两个常见指标。疫苗保护率一般只能通过 III 期大规模临床试验得出,而在摸索剂量和流程的 I、II 期,检测每个志愿者体内的中和抗体滴度和 T 细胞反应,是更可控也更高效的指标。 北京生物新冠灭活疫苗的 I 期临床试验中和抗体滴度(图源:作者制图) 从国药中生北京的 I 期数据可以看到,中高剂量组明显好于低剂量组,但高剂量组并没有比中剂量组有更明显的优势,因此,研究团队将中剂量(每针 4 微克)作为了 II 期临床试验的重点,这是三个剂量中有效而经济的最优选择。 国药中生北京的 II 期试验主要探索了接种疫苗的间隔时间问题。 试验结果显示,一天打两针的「无间隔」组,效果远远不如间隔 2~4 周的其他组,因此,这款灭活疫苗的说明书最终确定接种间隔为 2~4 周。 同时,间隔 21 天组的效果要略好于 14 和 28 天,所以现实中大部分接种点也把 21 天作为推荐的接种时间间隔。 灭活疫苗为什么要打两针? 如果说接种剂量和接种间隔是「试出来」的,那么,三款灭活新冠疫苗之所以不约而同地选择了两剂接种,则是出于经验和现实的分析。 灭活疫苗是一种非常经典的疫苗技术路线。在选取了合适的活病毒后,使用 Vero 细胞系对病毒进行扩增;再利用 β-丙内酯烷基化作用改变病毒核酸结构,使病毒失去复制能力,从而达到灭活的目的;最后浓缩纯化,与铝佐剂等辅料混合,制成疫苗 。 新冠灭活疫苗的生产流程示意图(图源:国药中生北京生物公司) 在整个制作过程中,佐剂起到了关键的作用。 佐剂是一类添加在疫苗中,能够辅助抗原应答、调节免疫反应强度和类型的物质。铝佐剂是迄今为止使用最广泛的人用疫苗佐剂,包括氢氧化铝佐剂,磷酸铝佐剂等,有着近百年的使用历史,在产能、成本和安全性上都有研究印证。 铝佐剂的主要功能之一是吸附和缓释抗原,并可以招募巨噬细胞和树突状细胞等抗原呈递细胞,促进抗原的吸收和呈递。在固有免疫方面,近年来有研究认为铝佐剂能促进巨噬细胞的 NLRP3 炎症小体通路诱导 IL-1β 的分泌,最终促进炎症反应。 而在获得性免疫方面,B 细胞产生高亲和力的浆细胞和记忆 B 细胞需要几天甚至几周的时间,在此期间,抗原的长时间激活可能是必需的。 也就是说,单独一针的铝佐剂疫苗能提供的刺激时间可能不够充足,而现实也印证了这种猜测:目前,没有任何一款铝佐剂灭活疫苗能够实现单针免疫。 而在第二次接种疫苗时,上一次接种诱导出的记忆B细胞会被激活,分化成浆细胞开始分泌抗体;同时,还会有从来没有接触过抗原的幼稚B细胞加入这个队伍,进入淋巴结生发中心开始高频突变,产生新一批浆细胞和记忆B细胞。随着接种次数的增加,抗体反应的质量越来越高。 因此,新冠灭活疫苗也选择了保持接种间隔的两剂接种。 既然两剂比一剂更好,打三针会更有效吗? 武汉生物灭活疫苗的 I 期试验同时也进行了三针的免疫试验。结果显示,三针确实会增强疫苗的效果。 武汉生物新冠灭活疫苗的 I 期临床试验中和抗体滴度(图源:作者制图) 在新冠疫苗产能充足的未来,我们可以通过增加接种次数,获得更优秀的免疫保护,但目前,两针接种显然是现阶段最经济有效的选择。 腺病毒疫苗的挑战:预存免疫 和灭活疫苗相同,腺病毒载体新冠疫苗的设计同样综合了以往经验和现有研究数据。在此次研发新冠疫苗之前,陈薇院士和康希诺公司就曾合作研发过的重组埃博拉病毒疫苗,同样采用了 5 型腺病毒(Ad5)。 5 型腺病毒(Ad5)是一种相对无害的 DNA 病毒,不能整合到宿主的基因组上。在删去基因组的 E1 和 E3 片段使腺病毒失去独立复制能力后,再把一段目的基因插入其基因组,腺病毒就会被改造成一个「载体工具」,把目的基因传递进细胞。 腺病毒可以感染树突状细胞和巨噬细胞,直接帮助抗原呈递。同时,作为一种 DNA 病毒,它本身就是一种很强的佐剂,可以激活这两种细胞的 TLR9 通路,促进 I 型干扰素的分泌,激活 T 细胞(CD4+ T 细胞和CD8+ T 细胞)的反应。 和几乎不能诱导 CD8+ T 细胞免疫的铝佐剂灭活疫苗相比,腺病毒疫苗能更有效地诱导出细胞免疫反应。 腺病毒载体疫苗图源:作者制图 重组新冠病毒疫苗的 I 临床试验设计全部为单剂接种,并分为三个剂量组。实验最终发现,低中高三个剂量组的志愿者均能产生良好的抗体和 T 细胞应答。 但是,高剂量组 36 人中有 6 人出现了 3 级不良反应,因此,II 期试验就放弃了高剂量的组别,只保留中低剂量两组。 去年 4 月,康希诺新冠疫苗启动 II 期临床试验,数据显示,中低两个剂量组的抗体和 T 细胞反应都显著好于安慰剂组,而且低剂量组的不良反应明显更少。综合考虑,康希诺单针低剂量的方案被确定下来。 但是,腺病毒载体疫苗也面临着另一重挑战:「预存免疫」。 与冠状病毒和流感病毒不同,腺病毒是非包膜病毒,其表面没有磷脂膜的包裹,因此无法将新冠病毒的 S 蛋白展示在自己的表面。也就是说,搭载了新冠病毒 S 基因的腺病毒想要发挥功能,必须先感染人体细胞,把新冠病毒的抗原表达出来,再提交给免疫系统识别才行。 而在这个过程中,作为载体的腺病毒本身也被免疫系统识别和防御。如果疫苗接种者的体内已经有了针对腺病毒的中和抗体,那么,腺病毒的感染能力就会降低,疫苗的效果也会大打折扣。这就是「预存免疫」的原理。 2012 年的一项 Ad5 血清学调查显示,有 46% 的中国人对 Ad5 的中和抗体滴度超过 200。而在康希诺此次的临床试验中国呢,同样有约一半的志愿者对 Ad5 的中和抗体滴度超过 200,存在「预存免疫」的情况。 不过,在新冠 Ad5 疫苗的临床试验里,尽管对 Ad5 载体有预存免疫的志愿者的抗体和 T 细胞反应都明显弱于其它志愿者,但他们的免疫反应仍然明显高于安慰剂组。也就是说,尽管存在「预存免疫」,腺病毒疫苗仍然能对接种者起到显著的保护作用。 哪款疫苗最好? 目前,全球有四款腺病毒疫苗获批上市,除了康希诺外,还有强生的 Ad26.COV2.S、牛津大学/阿斯利康的 AZD1222 和俄罗斯 Gamaleya 研究中心的卫星 V。 其中,强生公司的 26 型腺病毒(Ad26)新冠疫苗同样使用了单针接种的策略。值得一提的是,Ad26 在人群中的血清阳性率远低于康希诺使用的 Ad5,但两款疫苗的保护效力却很接近,似乎说明了,腺病毒载体的预存免疫在某种程度上可以被克服。 而俄罗斯的卫星 V 腺病毒疫苗则采用了异源两针免疫策略,结合了强生和康希诺两款产品的优势,先打一针 Ad26 载体疫苗,再打一针 Ad5 载体疫苗。由于采取了两种不同血清型的病毒载体,同时对两种腺病毒都有中和抗体的可能性比较小,而且不必担心第一针诱导的中和抗体削弱第二针的效果,最大限度地克服了「预存免疫」这个问题。 卫星 V 的 III 期试验的保护率为 91.6%,是这四款腺病毒疫苗里最高的。 而据 ClinicalTrials.gov 消息,牛津/阿斯利康与俄罗斯卫星 V 已注册临床试验,评估两种疫苗混合接种的安全性和免疫原性,以此来规避第一针疫苗带来的 Ad 载体预存抗体对第二针疫苗效果的影响。 图源:ClinicalTrials.gov 哪款疫苗最好?打一针还是打两针好?事实上,这些问题很难得到确切的答案,我们在疫苗接种上也没有太多选择的空间。 接种策略的制定需要综合考虑诸多因素,包括疫苗产能、抗疫压力、毒株、保护率等等。根据目前中国的形势,采用现有的接种策略是比较合适的。 我们整理了获批上市的 4 款国产新冠疫苗接种方案,希望对你有帮助。 国产疫苗 III 期数据和接种方案 致谢:本文由 中科院上海巴斯德研究所免疫学博士 @最后一次吃糖 专业审核 题图来源: 策划:z_popeye、gyouza参考资料: 1.Gao, Q., et al., Development of an inactivated vaccine candidate for SARS-CoV-2. Science, 2020. 369(6499): p. 77-81.2.Wang, H., et al., Development of an Inactivated Vaccine Candidate, BBIBP-CorV, with Potent Protection against SARS-CoV-2. Cell, 2020. 182(3): p. 713-721 e9.3.Xia, S., et al., Safety and immunogenicity of an inactivated SARS-CoV-2 vaccine, BBIBP-CorV: a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 1/2 trial. Lancet Infect Dis, 2020.4.Xia, S., et al., Effect of an Inactivated Vaccine Against SARS-CoV-2 on Safety and Immunogenicity Outcomes: Interim Analysis of 2 Randomized Clinical Trials. JAMA, 2020.5.Franchi, L. and G. Nunez, The Nlrp3 inflammasome is critical for aluminium hydroxide-mediated IL-1beta secretion but dispensable for adjuvant activity. Eur J Immunol, 2008. 38(8): p. 2085-9.6.Zhu, F.C., et al., Safety and immunogenicity of a novel recombinant adenovirus type-5 vector-based Ebola vaccine in healthy adults in China: preliminary report of a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 1 trial. Lancet, 2015. 385(9984): p. 2272-9.7.Zhu, F.C., et al., Safety, tolerability, and immunogenicity of a recombinant adenovirus type-5 vectored COVID-19 vaccine: a dose-escalation, open-label, non-randomised, first-in-human trial. Lancet, 2020.8.Zhu, F.C., et al., Immunogenicity and safety of a recombinant adenovirus type-5-vectored COVID-19 vaccine in healthy adults aged 18 years or older: a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 2 trial. Lancet, 2020. 396(10249): p. 479-488.9.Yu, B., et al., Seroprevalence of neutralizing antibodies to human adenovirus type 5 in healthy adults in China. J Med Virol, 2012. 84(9): p. 1408-14.10.Li, J.X., et al., Immunity duration of a recombinant adenovirus type-5 vector-based Ebola vaccine and a homologous prime-boost immunisation in healthy adults in China: final report of a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 1 trial. Lancet Glob Health, 2017. 5(3): p. e324-e334.11.Logunov, D.Y., et al., Safety and efficacy of an rAd26 and rAd5 vector-based heterologous prime-boost COVID-19 vaccine: an interim analysis of a randomised controlled phase 3 trial in Russia. Lancet, 2021.12.Voysey, M., et al., Safety and efficacy of the ChAdOx1 nCoV-19 vaccine (AZD1222) against SARS-CoV-2: an interim analysis of four randomised controlled trials in Brazil, South Africa, and the UK. Lancet, 2020.13.Voysey, M., et al., Single-dose administration and the influence of the timing of the booster dose on immunogenicity and efficacy of ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222) vaccine: a pooled analysis of four randomised trials. Lancet, 2021.

2021-03-10

供需失衡,全球需求涌入国内!两会召开,国内大循环是今年主体!

全国两会今天召开!告别“十三五”,“迎来十四五”!本次两会中的两个热议话题国内大循环为主体和推进高水平对外开放,令化工人眼前一亮,全球供需失衡,化工行业或将迎来了更大的机遇! 两会召开!国内大循环是今年主体! 近期国家召开两会,从人民日报视频中了解到,2020我国国内生产总值首次突破100万亿元,是2020年唯一一个实现经济正增长的国家。 “消费、创新、对外开放”成为了国家发展的重点。其中,国家将重点发展人工智能、两字信息、集成电路等重大科技项目。在后疫情时代以国内大循环为主体,国内国外双循环促进,签署中欧投资RCEP、考虑加入CPTPP等,为开放贸易做好充足准备。 据资料显示,2020年全年货物出口共32.3万亿元,成功成为全球第一贸易大国。推进高水平对外开放,我国与多个国家贸易关系,签署中欧投资协定,利用欧洲汽车、化工、生物制药、环保技术、新能源等高端制造领域,在建立贸易关系之余,促进国内企业提升改革。其中,山东烟台重点推动化工新材料发展。 由此可见,在全球经济萎缩的情况下,国内化工企业的发展机会正在不断增加。 供需失衡,全球需求纷纷涌入国内! 供需失衡,越来越明显了。最近产业链上下游疯狂涨价,外贸需求涌入国内。国外没货?抱歉,国内有,但很贵! 美国迎来最强寒潮,陶氏、巴斯夫、科思创等大厂因不可抗力宣布停产/减产,导致国际市场产量下降,加剧了供需失衡局面。 多个国家(英国、法国、德国等)疫情反弹,封锁时间延长,再次造成当地企业停产。国内部分产品大厂进入停产检修状态,天然原料进入低产期,各类因素叠加,化工原料市场节节攀升。 就当前市场消息来看,下游行业的外贸订单不断增加,再次为上游化工原料带来冲涨动力。 对外开放“双循环”,国内化工猛涨不止! 原料库存低位,几乎处于“清零”状态,不少化工品因缺货暴涨超出预期。部分产品多次发布涨价函,市场缺货情况日益加剧。 ▶▶ 钛白粉:开年第三次涨价,日均上涨1500元! 自3月1日以来,国内的钛白粉大厂玉门静洋、中信钛业、胜威福全、德天化工、中核钛白、金浦钛业、惠云钛业、安纳达等企业上调了钛白粉的销售价格,钛白粉正式迎来年内第三轮涨价潮。国内销价涨幅为800-1500元/吨,国外销价涨幅在130-240美元/吨。 春节部分生产商停产检修,且部分物流运输暂停,供应紧张初现。节后下游补货意愿强烈,但上游厂商库存水平处于低位,供应紧张加剧。预计短期内,钛白粉仍以上涨为主,4月有再发涨价函可能。 ▶▶ BDO:巴斯夫再发涨价函!涨6000! 由于电石开工受阻产量较少,厂家供应偏紧,且节后PVC价格大涨,对BDO价格有所支撑。但BDO整体开工率仅维持在60%~70%。而自2020年下半年BDO下游PTMEG到氨纶产业链都十分火爆,市场呈现无货或供应紧张状态,支撑BDO价格上行。 3月1日,巴斯夫宣布提高其在欧洲的1,4丁二醇(BDO)及其衍生物的销售价格: 国内部分厂家停产,暂停报价,预计短期内BDO仍以高位运行为主,电石也有持续走高可能。 根据市场监测显示,当前有80%的化工品呈上涨趋势。下游需求持续复苏,而化工品去库存加剧供需失衡,化工行业已经进入强景气周期。国外工厂因疫情和运输影响,生产有所受限。据目前来看,能够正常运转、正常生产的工厂几乎都在国内。随着“全国两会”召开,对外开放力度加大,国内化工厂的贸易机会增加,国内原料供应急剧收缩,原料价格或将持续上涨! 原材料价格上涨,家电市场“水涨船高”! 每年春节之后往往是家电产品的销售淡季,然而近期却有不少家电企业发布涨价通知,家用电器为何涨价?涨价幅度有多少? 工作日傍晚,记者以消费者的身份来到上海某电器商城。记者看到,店内较为冷清,工作人员的数量远多于消费者。 上海某电器商城导购:3月5日所有东西全部都涨价,家电行业,除了电视机可能不会涨价,其他都会涨价。 随后记者来到另一个电器商城,导购告诉记者,此次涨价,涨幅最大的是空调,然后是洗衣机和冰箱。 上海某电器商城导购:原材料价格很贵,原材料价格至少50%、60%涨。 记者梳理发现,从去年以来,奥克斯、志高等品牌就已经纷纷发出涨价通知,近日美的又发布通知自3月1日起,美的冰箱产品价格上调10%到15%。业内人士认为家电涨价的主要原因是铜、铝、塑料等原材料价格快速上涨导致。以铜为例,当前价格已经涨到了每吨近6.7万元,较去年同期上涨近50%。除此之外,物流成本、人工成本的上涨也给家电企业带来不小压力。 政府工作报告,重点内容盘点: 2020年工作回顾 ■ 全年国内生产总值增长2.3%; ■ 全年为市场主体减负超过2.6万亿元,其中减免社保费1.7万亿元; ■ 年初剩余的551万农村贫困人口全部脱贫、52个贫困县全部摘帽; ■ 新冠肺炎患者治疗费用全部由国家承担。 “十三五”时期主要成就 ■ 国内生产总值从不到70万亿元增加到超过100万亿元; ■ 在载人航天、探月工程、深海工程、超级计算、量子信息等领域取得一批重大科技成果; ■ 消除绝对贫困;1亿农业转移人口和其他常住人口在城镇落户;建成世界上规模最大的社会保障体系。 “十四五”时期主要目标 ■ 经济运行保持在合理区间,各年度视情提出经济增长预期目标; ■ 城镇调查失业率控制在5.5%以内; ■ 全社会研发经费投入年均增长7%以上; ■ 常住人口城镇化率提高到65%; ■ 森林覆盖率达到24.1%; ■ 基本消除重污染天气和城市黑臭水体; ■ 居民人均可支配收入增长与国内生产总值增长基本同步; ■ 人均预期寿命再提高1岁; ■ 基本养老保险参保率提高到95%。 2021年发展目标和重点工作 ■ 国内生产总值增长6%以上; ■ 坚持常态化防控和局部应急处置有机结合,严防出现聚集性疫情和散发病例传播扩散,有序推进疫苗研制和免费接种;■ 城镇新增就业1100万人以上; ■ 今年赤字率拟按3.2%左右安排,不再发行抗疫特别国债; ■ 将小规模纳税人增值税起征点从月销售额10万元提高到15万元; ■ 对小微企业和个体工商户年应纳税所得额不到100万元的部分,在现行优惠政策基础上,再减半征收所得税; ■ 引导银行扩大信用贷款、持续增加首贷户,推广随借随还贷款; ■ 降低或取消部分准入类职业资格考试工作年限要求; ■ 推动放开在就业地参加社会保险的户籍限制; ■ 将行政许可事项全部纳入清单管理; ■ 企业和群众经常办理的事项,今年要基本实现“跨省通办”; ■ 中小企业宽带和专线平均资费再降10%; ■ 取消港口建设费,将民航发展基金航空公司征收标准降低20%; ■ 中央本级基础研究支出增长10.6%; ■ 加大5G网络和千兆光网建设力度; ■ 稳定增加汽车、家电等大宗消费,取消对二手车交易不合理限制; ■ 增加停车场、充电桩、换电站等设施,加快建设动力电池回收利用体系; ■ 新开工改造城镇老旧小区5.3万个; ■ 居民医保和基本公共卫生服务经费人均财政补助标准分别再增加30元和5元; ■ 把更多慢性病、常见病药品和高值医用耗材纳入集中带量采购; ■ 降低租赁住房税费负担,尽最大努力帮助新市民、青年人等缓解住房困难; ■ 提高退休人员基本养老金、优抚对象抚恤和生活补助标准。

2021-03-05

当今世界四大“耐腐蚀材料之王”!

1特氟隆 聚四氟乙烯商品名为“特氟隆”(Teflon,Flu on),简PTEE或F4,俗称塑料王,是当今世界上矾最耐腐蚀的材料之一,是制造液气体管道、热交换器等内容设备连接处的理想密封材料。 四氟乙烯[PTFE,F4]是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一,因此得“塑料王”之美称。 它能在任何种类化学介质长期使用,它的产生解决了我国化工、 石油、制药等领域的许多问题。 聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片。聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。 聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点,它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。 它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物,具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。 能在+250℃至-180℃的温度下长期工作,除熔融金 属钠和液氟外,能耐其它一切化学药品,在王水中煮沸也不起变化。 目前,各类聚四氟乙烯制品已在化工、机械、电子、电器、军工、航天、环保和桥梁等国民经济领域中起到了举足轻重的作用。 2碳纤维 碳纤维是一种碳含量超过90%的纤维状炭材料,它与树脂组成的C/C复合材料是最耐腐蚀的材料之一。 碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。 它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。 碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。 它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。 碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。 碳纤维与传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。 3氧化铜 氧化铜是目前最耐腐蚀的材料。瑞典一直在核废物处置领域处于世界领先水平,现在该国技术人员正在采用一种新的用氧化铜制造的容器来贮存核废物,从而能够保证安全贮存10万年。 氧化铜(CuO)是一种铜的黑色氧化物,略显两性,稍有吸湿性。相对分子质量为79.545,密度为6.3~6.9 g/cm3,熔点1326℃。不溶于水和乙醇,溶于酸、氯化铵及氰化钾溶液,氨溶液中缓慢溶解,能与强碱反应。氧化铜主要用于制人造丝、陶瓷、釉及搪瓷、电池、石油脱硫剂、杀虫剂,也供制氢、催化剂、绿色玻璃等用。 4铂金 铂金化学性质稳定,常温下不与盐酸、硝酸、硫酸以及有机酸发生作用,有“最耐腐蚀金属”这称,但溶于王水。钛由于很容易形成稳定的氧化钛(TiO2)保护膜,因此钛冷却管被认为是不受腐蚀和侵蚀的。 铂金(Platinum,简称Pt),是一种天然形成的白色贵重金属。铂金早在公元前700年就在人类文明史上闪出耀眼的光芒,在人类使用铂金的2000多年历史中,它一直被认为是最高贵的金属之一。 铂金的性质非常稳定,不会因为日常佩戴而变质或褪色,它的光泽始终如初。 即使和生活中常见的酸性物质接触,如温泉中的硫,漂白剂,泳池中的氯,或是汗水等,都不会受到影响,因此可以在任何时候都非常放心地佩戴铂金首饰。 无论佩戴多久,铂金能够始终保持其天然纯白的光泽,并且永不褪色。

2021-03-02

化工行业全产业链价值分析,看这篇就够了!

第一章 化工行业概况 化工行业作为国民经济的重要基础性行业,包含数以万计的产品种类,各具有不同的物理化学特性。化工产品的消费同国民经济状况联系非常紧密,主要去向广泛分布于基建、房地产、农业、汽车、服装等国民经济各个领域,伴随以固定资产投资拉动经济增长的方式空间渐趋有限,国内经济的发展进入新阶段,以工业产品为主的化工品需求增长也相应受到影响,但与新兴产业及消费升级相关的化工品需求将保持快速增长。化工产品广泛应用于国民经济的各个领域,根据下游应用领域的分类有助于更好地从需求的角度看待化工行业。按应用领域划分,典型的化工子行业可有数十个,如农用化学品、电子化学品、新能源化学品、纺织化学品等,生产工艺和原料来源千差万别,但下游需求的变化带动上游相应化工品的景气变化,甚至可能导致整个应用领域各产品的需求和价格显著变动。 图 石油化工行业产业图谱 截至2019年12月末,石油和化工行业规模以上企业26271家,石油和化工行业营业收入12.27万亿元,利润总额6683.7亿元,分别占全国规模工业营业收入的11.6%和10.8%。2019年,石油和化工行业进出口总额7222.1亿美元。资产总计13.40万亿元,资产负债率55.92%,亏损企业亏损额1320.8亿元,同比扩大9.7%;行业亏损面达17.6%。2019年,全行业营业收入利润率为5.45%,每100元营业收入成本82.67元。 图 石油化工产业链 图 化工行业主要工艺 图 化工生产流程图 图 通用化学品和拟通用化学品可以归为大宗化工品类 第二章 商业模式和技术发展 2.1 产业链价值链商业模式 图 化工产品三大分类维度 图 化工行业子产业链梳理 2.1.1 化工原料 图 化工原料图谱 图 PVC电石法和乙烯法生产流程 图 PVC消费构成 由于我国富煤贫油少气的资源特性,相较于国外普遍采用乙烯法,电石法更具成本优势。作为两大主要产品,烧碱和PVC是共生的关系,但两者的下游不同,毛利率也不同。经常会出现以碱(的利润)补氯(的亏损)情况,但由于国内产能过剩等的影响,以碱补氯的运营方式也在不断受到挑战。 图 PVC研究框架 图 PTA产业链流程全图 2.1.2 精细化工 相对于总量千万吨级的大宗化学品生产规模,精细化工品生产规模普遍较小,而有各自的应用领域。这使得企业较难利用短期景气周期实现利润的迅速放大,单个品种的研发费用也可能较高。但另一方面,精细化工品的研发难度能帮助企业构筑竞争壁垒,维持价格和毛利率的相对稳定。同时,特定产品领域的优势精细化工企业,也能通过相近工艺的不同产品来实现低研发费用的产品线拓展,实现长期的持续稳定地增长。从化工行业财富500强公司来看,大部分实现了广泛的产品线,并在某些领域有其优势产品。 图 精细化工产业链 图 精细化工行业特点 2.1.3 化纤 化纤全名化学纤维,是指以天然或人工合成的高分子化合物为原料,经制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得的具有纺织性能的纤维,被广泛应用于人们衣食住行各个 方面。以原材料区分,化纤可分为人造纤维和合成纤维。人造纤维以木材、竹子、纸浆、 废棉纱等含有天然纤维素的材料为原料,经加聚或缩聚反应后合成有机高分子化合物, 产品包括粘胶短纤、粘胶长丝和醋酸长丝;合成纤维以石油、天然气和煤为原材料,通过复杂的化学反应合成的高分子聚合物,常用产品包括涤纶、锦纶、腈纶、氨纶等。通常意义上,研究化纤产业链以涤纶产业链为基础,通过分析其上下游供需关系来判断未来投资机会。 图 纤维分类 图 涤纶产业链 图 2019 年化纤产品结构 图 各纤维品种综合对比 上游:中国化学纤维行业产业链上游的主要参与者为化学纤维生产原料及设备提供商,两者的发展情况如下: 1) 原料提供商 化学纤维上游原料主要包括生产涤纶所需的 PTA(精对苯二甲酸)、MEG(乙二醇)及 生产锦纶所需的己内酰胺等。 2) 设备提供商 化学纤维上游设备主要包括聚合、纺丝、拉伸、卷绕、后处理等关键工序设备及喷嘴、 喷丝板、卷绕头等设备组配件。目前中国化学纤维设备市场呈现出本土与国际品牌共存的局面。 中游:中游化学纤维生产商的议价地位根据不同的产品品种有所分化,产量规模较大的品种 (以涤纶为代表)及差别化品种的生产商具有较强的议价能力。 下游:化学纤维产品的直接下游为纺织品制造商,这一环节整体处于弱势的议价地位,主要包括经编、针织、毛纺、工业丝等织造行业。 2.1.4 化肥农药 上游:中国钾盐矿资源稀缺,钾肥原料、产品长期进口,钾肥生产企业集中分布于青海、新疆、四川等钾盐矿丰富地区。 中游:尿素生产工艺中,气流化床煤头工艺可选用无烟煤、烟煤、褐煤作为原材料,且生产 成本较低,环保压力适中。 下游化肥销售对线下渠道依赖程度高,农资经销店对化肥产品销售额的贡献率高达90%,线 上渠道销售额占比不超过5% 图 化肥分类 图 中国化肥行业产业链 图 农药产业链 图 上游化肥制作原料图 图 中游中国尿素生产流程(煤头工艺) 图 化肥行业流通图 化肥行业特性 1) 受国家政策影响大,依然受到国家干预 化肥产业的前身是由国家控制,同时,化肥的上游产业包括电力、煤炭等产业依然是国家垄断。国家对化肥行业实行保护与限制两种政策。 2) 行业竞争激烈集中度低 我国化肥行业企业众多,分布广泛,且地方壁垒严重,由此造成了行业集中度低,产品劣质化严重,低水平市场竞争激烈。 3) 在市场价值链竞争中处于劣势 在对能源价格的谈判上发言权很小。因此化肥行业两端受挤,行业竞争劣势极为明显。 4) 进出口对行业影响不大 由于国家的进出口限制政策,目前除钾肥的进口量占国内使用量的70%之外,其余品种的进出口量约占国内产量的5%左右,因此,进出口对行业的影响较小。 5) 资源性特征明显 氮肥的主要上游资源包括煤炭、天然气和原油,就全球而言,天然气占比较高,而就我国而言,煤炭占比高达71%,天然气占比仅为23%,原油类产品相对较少。 6) 季节性和周期性 化肥是常年生产、季节性消费的商品,根据农作物的生长周期出现化肥需求的淡旺季。 表 以巴斯夫为例分析主营结构 2.2 技术发展 精细化工行业中的光稳定剂是抑制或减缓由光氧化作用引起的高分子材料发生降解的助剂。主要应用于塑料、涂料、橡胶、化学纤维、胶黏剂等高分子材料及其他特种高分子材料,其中塑料是最大的下游应用领域。 图 光稳定剂分类 氯化法工艺:国内率先掌握氯化法工艺。国内公司在国内率先吸收、掌握氯化法钛白粉量产工艺。氯化法工艺污 染低、产品品质高。 图 尾气催化技术: 化肥农药行业技术创新,研发内生式扩展杀菌剂品种,如进行苯醚甲环唑、吡唑醚菌酯等具有竞争力产品的研发和规划。 2.3 政策监管 化工行业是国民经济基础产业之一,特别是石油化工与人民生活密切相关,国家对该行业的管理主要是根据行业发展状况,完善产业市场进入和经营流通方面的政策,建立公平的市场竞争秩序,并制定和实施合理的内外贸易政策,通过职能部门按照产业政策实行政府部门宏观调控和行业协会规范自律管理相结合的监管体制,促进企业向集约化、规模化方向发展。国家发展和改革委员会承担对化工行业宏观调控的职能,主要负责研究分析产业发展情况,组织拟定产业政策,提出优化产业结构、所有制结构和企业组织结构的政策建议,监督产业政策落实情况。 工业和信息化部承担宏观调控和部分审批职能,主要负责制定并实施化工行业规划和产业政策,指导拟定化工行业技术法规和行业标准。 中国石油和化学工业联合会属于化工行业的自律性管理组织,承担行业引导、服务、管理职能,主要负责产业与市场研究、对会员企业提供公共服务、参与制定行业规划、行业自律管理以及代表会员企业向政府提出产业发展建议和意见等。 图 相关法规 图 相关政策 第三章 行业估值、定价机制和全球龙头企业 3.1 行业综合财务分析和估值方法 图 综合财务分析——精细化工行业综合财务分析 图 行业表现及估值 化工行业估值方法可以选择市盈率估值法、PEG估值法、市净率估值法、市现率、P/S市销率估值法、EV/Sales市售率估值法、RNAV重估净资产估值法、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF现金流折现估值法、NAV净资产价值估值法等。 表 中国石化为例分析主营结构 3.2 行业发展和驱动机制及风险管理 中国石油和化学工业联合会发布《2019年中国石油和化学工业经济运行报告》显示,中国已经成为世界石油和化工大国,占据全球市场份额的40%.石油石化行业主要可以分为石油和天然气勘探开发生产、石油炼制与油品销售、石化产品生产及销售三大板块。中国石油化工行业存续和在业的企业主要集中于第一梯队的山东(28.68万家)和江苏(25万家)两地,在全国31个省区市当中占比6.45%;其次是企业数在10万家以上但在20万家以下的第二梯队,以广东、陕西、安徽、湖北为代表等7个省市区,占比达到了22.58%;最后是第三梯队,企业数在10万家以下的以上海、浙江、江西、福建等22个省区市,占比70.97%。 从产业收入结构来看,石油和化工产业可分为化学工业、炼油业和石油和天然气开采业。2019年我国石油和化工行业营业收入12.27万亿元,同比增长1.3%,其中,化学工业营业收入6.89万亿元,同比下降0.9%,炼油业营业收入4.02万亿元,增长4.6%,增速加快1.6个百分点;石油和天然气开采业营业收入1.10万亿元,增长2.4%,减缓0.6个百分点。中国石油和化工产业仍以化学工业和炼油业为主,两者比例在2020年上半年达到了89.55%。 3.2.1 行业发展和驱动因子 图 化工业整体产量增速呈现台阶式下行,期间价格周期性震荡 图 GDP同比增长和化学原料及制品行业毛利率 图 化学工业 PPI 走势 化工原料 图 行业总资产 图 PTA产业链价格传导机制 图 PTA价格影响因素 图 2011年-2019年钛白粉全球产能与中国产你(单位:公吨) 化肥农药 世界化肥生产主要集中在具有原料优势的国家,其中世界氮肥产量占总化肥产量的比重超过60%,主要集中在俄罗斯、中东、中国和中南美洲;磷肥产量占23%,主要生产国家是美国、中国、非洲和中东;钾肥产量占总产量不到17%,主要集中在加拿大、俄罗斯、以色列和约旦。而我国的化肥生产状况则是氮肥所占的比重要远高于国际平均水平,氮肥约占化肥总产量的73%,磷肥约占22%,钾肥约占5%。 图 中国化肥结构 图 中国化肥行业市场规模(按销售额计),2014-2023预测 图 2011-2019年全球草铵膦行业产能产量统计 化工行业驱动因素: 1) 国家及地方政策的支持是驱动中国化工行业发展的重要因素。 2) 三大合成材料需求强劲塑料、化学纤维及合成橡胶三大化工产品是基础有机化工产品最主要的消费对象,是生产居民各类生活必需品的基本材料,涉及衣食住行等方方面面。因此,基础有机化工行业依赖塑料、化学纤维和合成橡胶行业的发展。 3) 煤化工技术的崛起;煤炭的高效利用与煤化工相关技术的 快速发展,为化工行业提供了更为丰富的原材料选择,驱动行业健康发展。 4) 自主技术提升; 5) 国家居民收入水平提高;中国化工行业下游的终端应用主要包括服装服饰、家用纺织品、工业制造、工程建造、医疗卫生等领域,其中服装及家纺等消费性行业对化学纤维纺织品的需求直接受到居民收入水平的影响。 3.2.2 行业风险分析和风险管理 1) 安全问题频频发生;根据工信部和公安部共同发布的《危险化学品目录》显示,基础有机化工品均位列于此, 具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质,可对人体、设施和环境等造成巨大危害。2014 年 8 月,全国人大修订《中华人民共和国安全生产法》,专门指出从事危险物品生产、经营、 运输的单位应专门配备安全生产管理人员,确保整个生产过程中的人员和财产安全。 2) 原材料价格波动;基础有机化工行业以煤炭、石油和天然气三大矿产能源作为主要原材料,其价格决定了 企业生产经营的经济效益。当矿产能源价格走高时,基础有机化工产品价格的上涨总落后于 16 报告编号[19RI0460] 市场,相应生产企业存在成本劣势,企业利润随之降低。相反,在矿产能源价格走低时,基础有机化工企业需加快生产销售进程,以规避存货减值的风险。因此,基础有机化工行业受 原材料价格的周期性波动影响较大。 3) 环保问题备受重视;基础有机化工企业在生产经营过程中,通常伴随着大量废气、废水和固体废物等有害物质的产生。此类有害物质若不加以限制,随意排放,将会污染大气、河流以及土地,导致严 重的环境问题。 3.3 竞争分析 化工行业竞争从世界范围来看,精细化工行业形成了以德国拜耳、巴斯夫和美国杜邦、陶氏化学等为代表的垄断竞争格局。近年来,拜耳、杜邦等国外公司都在积极整合相关产业,纷纷收购医药、农药、聚合物等精细化工产业。杜邦、陶氏化学、拜耳、巴斯夫、埃克森美孚、壳牌、赢创工业等国外企业都在我国精细化工领域进行了投资。这类企业在国内主要布局于行业中下游,而公司处于产业链上游环节,偏向于化工中间体的生产和销售。目前国内生产芳香族酮类的企业数量中等,大多数企业生产规模较小,且多数仅能生产芳香族酮类的部分产品系列,该类企业产品线单一,产品质量稳定性较差;我国精细化工行业集中度低,企业多而分散,生产以中小民营企业为主。 图 全球化工业销售额情况 图 我国与国外精细化率对比 图 全球MDI行业产能分布 图 维生素E竞争格局重塑 波特五力 1) 供应商的议价能力 石油和天然气是化工行业的上游企业,化工行业的原料主要是石油和天然气,而石油和天然气都属于稀缺资源。我国国内石油和天然气目前供给短缺,每年需要大量进口原油和天然气,进口依存度较高,因而能源生产国对石油和天然气的价格控制能力较强,化工行业上游供应商的议价能力也相对较强。 2) 下游客户议价能力增强 化工行业的下游企业主要有汽车行业、纺织行业、农业以及居民日常生活化学用品。由于化工行业技术比较成熟,不同企业产品之间的差异化很小,产品市场竞争非常激烈,在2012年国内外经济不景气的形势下,国内外对化工行业产品需求都有不同程度下降。因此,下游客户对化工企业产品的选择性增大,从而其讨价还价能力也相应增强。 3) 行业潜在进入者的威胁 化工行业进入障碍较低,小型企业占绝大多数的行业特点决定了化工行业中势均力敌的竞争对手较多,竞争参与者范围广泛;化工行业技术较为成熟,市场也相应比较成熟,产品需求增长缓慢,竞争者易于采用降价等手段促销,用户的转换成本很低。因此,行业的潜在进入者的威胁较大。 4) 化工行业替代品的威胁 从总体来看,化学原料及化学制品制造业产品被其他行业产品替代的可能性很小,主要的替代是在生产同一产品时不同工艺技术路线的替代。如在PVC的生产过程中,一直存在电石法和乙烯法两种生产技术。中东地区油气资源丰富,主要利用乙烯法进行生产。 5) 行业竞争激烈 根据贝恩产业集中度划分标准,我国化学原料及化学制品制造业行业整体为完全竞争行业。但是,单一细分子行业竞争情形可能有所不同。我国聚氯乙烯、纯碱、染料、轮胎行业前十大企业产量分别占总产量的52%、60%、80%、70%。上述细分行业已经属于寡头竞争性行业。 3.4 中国企业排名 图 A股及港股上市企业排名 1) 万华化学[600309.SH]:决方案。公司业务涵盖MDI、TDI、聚醚多元醇等聚氨酯产业集群,丙烯酸及酯、环氧丙烷等石化产业集群,水性PUD、PA乳液、TPU、ADI系列等功能化学品及材料产业集群。所服务的行业主要包括:生活家居、运动休闲、汽车交通、建筑工业和电子电器等。在生产领域,国内烟台、宁波、珠海等地生产基地稳定运营。在研发领域,烟台、北京、佛山、上海等地的研发中心已逐渐成型,北美技术中心在休斯敦正式投入使用。另外,万华化学在欧洲、美国、日本等多个国家和地区均设有公司和办事处。 2) 恒力石化[600346.SH]:公司起源于苏州吴江,现有苏州、南通、宿迁、大连、康辉、惠州等六大生产基地,恒力石化立足主业,坚持全产业链发展,致力于打造“原油—芳烃、烯烃—PTA、乙二醇—PET—民用丝、工业丝、聚酯薄膜、工程塑料等新材料”的世界级全产业链发展,拥有2000万吨石油炼化项目,是全球单体装置最大和产能规模最大的PTA制造商,现有产能1160万吨,在建500万吨,同时也是我国聚酯化纤领域规模化、高端化、差异化的领军企业。 3) 荣盛石化[002493.SZ] :公司是全国大型的直纺涤纶长丝生产企业,主要从事PTA、聚酯纤维相关产品的生产和销售,是全国石化-化纤行业龙头企业之一。公司已形成PTA1000万吨以上,聚酯100万吨、涤纶纺丝(FDY、POY)100万吨、涤纶加弹丝(DTY)45万吨的年产能。经过十多年的积累,目前荣盛聚酯及纺丝、加弹配套项目的生产规模、原料单耗及产品质量均处于国内同行的前列,综合能耗处于国际先进水平。 4) 中石化[600028.SH,0386.HK] 公司是一家上中下游一体化、石油石化主业突出、拥有比较完备销售网络、境内外上市的股份制企业。公司是中国最大的一体化能源化工公司之一,主要从事石油与天然气勘探开发、管道运输、销售;石油炼制、石油化工、煤化工、化纤及其它化工生产与产品销售、储运;石油、天然气、石油产品、石油化工及其它化工产品和其它商品、技术的进出口、代理进出口业务;技术、信息的研究、开发、应用。中国石化是中国大型油气生产商;炼油能力排名中国第一位;在中国拥有完善的成品油销售网络,是中国最大的成品油供应商;乙烯生产能力排名中国第一位,构建了比较完善的化工产品营销网络。 3.5 全球重要竞争者 图 2019 年全球前20大炼厂 图 2019全球化工企业50强名单 2020年全球化工50强名单显示,上榜50强企业在2019年化学品销售额为8556亿美元,同比2018年的9268亿美元减少了712亿美元。2020年全球化工企业50强上榜门槛为70亿美元,同比2019年榜单的72亿美元上榜门槛降低了2亿美元。这表明全球化工经济活动正在放缓,各大化工企业的销售和利润受到影响。 从地区分布来看,美国有10家企业上榜化工企业排行榜,上榜数量在所有国家中排行第一,其次是日本有8家企业上榜,中国和德国各有6家企业上榜,韩国有4家企业上榜,英国、比利时和法国均为2家。 图 国外上市企业排名(单位:万元,人民币) 1) 巴斯夫[BASFY.OO]:是世界上最大的化学品生产商,为全球至少30万客户提供服务。巴斯夫共运营五个部门:化学品,高性能产品,石油和天然气,功能材料和解决方案,以及农业解决方案。农业解决方案部门产品包括杀虫剂,杀菌剂和除草剂。功能材料和解决方案部门提供工业涂料,催化剂和电池材料。高性能产品部门生产食品添加剂,纸张,石油和天然气工业产品,以及分散体和颜料。石油和天然气部门涉及勘探和生产。化学品部门为市场提供增塑剂,溶剂和电子化学品。 2) 陶氏杜邦(DowDuPont),2017年,杜邦公司与陶氏化学公司合并为陶氏杜邦(DowDuPont),目的是最终分拆为三家独立的上市公司:Corteva Agriscience专注于农业;陶氏专注于材料科学;杜邦专注于特种产品。DowDuPont 的解散于 2019 年 6 月 1 日完成。杜邦(DuPont)[DD.N] 是一家“看不见”的公司。我们所熟知的机舱内饰、丝袜、可擦洗壁纸、渔网、不粘锅、防弹衣、宇航服等,这些产品都源自杜邦。陶氏化学[F1000075.N]:是农用化学品,化学品,塑料和碳氢化合物综合生产商,也是美国最大的化学品制造公司。陶氏化学公司为陶氏汽车制造高性能塑料,如聚氨酯,工程塑料和其他类似材料。 第四章 未来展望 化工行业未来发展趋势将有以下四大展望 1. 精细化工将成为主要竞争领域 精细化学品是基础化学品进一步深加工的产物,具有技术密度高、附加值高、产品更新快等特点,应用领域覆盖农药、染料、涂料、颜料、试剂和高纯物质、食品和饲料添加剂、高分子材料等多个行业。精细化工行业发展高度依赖科技创新,是当今世界化学工业发展的战略重点,加强技术创新,调整和优化精细化工产品结构,重点开发高性能化、专用化、绿色化产品,已成为当前世界精细化工发展的重要举措,也是未来我国化工发展的重点方向。 2. 节能环保与安全生产政策趋严,加快行业整合与转型升级 近年来,国家大力开展环境保护治理工作,随着环保审查工作的逐步落实,化工企业不得不进行设备完善和资金投入,环保不达标的落后产能陆续被淘汰,行业内部开始呈现产业整合迹象。在环境保护及安全生产监管趋严的双重政策高压下,生产不达标、规模较小、技术落后的化工企业将加速退出市场,行业整合速度将明显加快。 3. 绿色化工与循环化工将是主要发展方向 目前,化工行业发展循环经济已逐渐成为全球共识,也是我国经济社会发展的一项重大战略决策,在环保形势日益严峻的背景下,我国正大力推广可持续发展的战略思想,推广绿色化工与循环化工的生产理念。

2021-02-23

十种酰胺合成方法:机理、特点、应用

(一)碳二亚胺类缩合剂法 常用的缩合剂主要有3种:二环己基碳二亚胺(DCC)、二异丙基碳二亚胺(DIC)和1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDCI)。 使用该类的缩合剂一般需要加入酰化催化剂或活化剂,如DMAP、HOBt等。由于在反应的第一阶段酸对碳二亚胺的加成中间体其并不稳定,若不用酰化催化剂转化为相应的活性酯或活性酰胺,其自身会通过重排成相应的稳定的脲的副产物(Path b)。 缩合活化剂:常用的缩合活化剂有以下几种,目前4-N,N-二甲基吡啶(DMAP)已被广泛应用于催化各种酰化反应。有时在用DMAP催化效果不好时,可采用4-PPY,据相关文献报道其催化能力要比DMAP高千倍左右。 在三个常用的缩合剂中,DCC和DIC的价格较为便宜。一般DCC和DMAP合用,使用DCC有一个最大的缺点就是反应的另一产物二环己基脲在一般的有机相溶解度很小但又都有一些微溶,因此通过一些常用的纯化方法,重结晶,柱层析等等很难将其除得很彻底;由于二环己基脲在乙醚中的溶解度相对要比其他溶剂小,因此处理这类反应一般蒸掉反应溶剂后加入乙醚,滤掉大部分的二环己基脲后再进一步处理。DIC由于其产生的二异丙基脲在有一般的有机溶剂中溶解度较好,因此一般在组合化学的固相合成中用的较多。 目前在药物化学中用的最多的是EDCI,其一个主要的特点就是其反应后的生成的脲是水溶性的,很容易被洗掉,一般EDCI与HOBt合用(注意: 这一反应HOBt一般是缺不了的,否则有可能导致缩合产率太低)。有时如果酸的a-位位阻大或者连有吸电子基团,反应会停留在活性酯这一步(这一活性酯的质谱信号较强,可通过MS或LC-MS检测到)。 (二)混合酸酐法 1)氯甲酸酯法:主要应用羧酸与氯甲酸乙酯或异丁酯反应生成混合酸酐,而后再与胺反应得到相应的酰胺。这一反应如果酸的a-位位阻大或者连有吸电子基团,有时会停留在混合酸酐这一步。但加热可以促使其反应;这一反应也可用于无取代酰胺的合成。 2)羰基二咪唑:应用羰基二咪唑(CDI)与羧酸反应得到活性较高的酰基咪唑,许多酰基咪唑有一定的稳定性,有时可以分离出来。但一般来说其不用分离,反应液直接与胺一锅反应制备相应的酰胺;文献报道羰基二咪唑与三氟甲磺酸甲酯反应得到的二甲基化的三氟甲磺酸盐(CBMIT)的缩合性能更好。该类反应由于CDI或CBMIT会和过量的胺反应得到脲的副产物,因此其用量一定要严格控制在1当量。 3)磺酰氯:另一类常用的方法是羧酸和磺酰氯生成羧酸-磺酸的混合酸酐,其与胺反应得到相应的酰胺。常用的磺酰氯有甲烷磺酰氯(MsCl),对甲苯磺酰氯(TsCl)和对硝基苯磺酰氯(NsCl), 对硝基苯磺酰氯由于其吸电子性,其与酸反应生成活性更高的混合酸酐,一般二级胺和三级胺,甚至位阻很大的胺都能顺利反应。 4)Boc酸酐:通过酸与Boc酸酐反应得到的混合酸酐与氨反应可得到相应的伯酰胺。 (三)鎓盐类的缩合剂法 碳鎓盐类的缩合剂从盐的种类来分,主要有两类: 1)碳鎓盐,目前常用的为HATU、HBTU、HCTU、TBTU、TSTU、TNTU等。 碳鎓盐试剂性能及应用的区别:HATU 是活性最高的碳鎓盐类缩合剂,但由于它价格昂贵很少用于工业化生产,而且经常是在其它缩合剂效果不好时才用到它。HBTU 相对来说要经济的多,而且可以用于大多数缩合反应,然而其利较低的收率是限制用于大量生产的主要原因。HCTU活性较高,可以代替HATU用于工业化生产,其高活性要归功于有更好活性的Cl-HOBt中间体。TSTU 和 TNTU 可以用于含水溶剂的酰胺化反应。若将HATU和HBTU的二甲胺基变为四氢吡咯基可以得到活性比它们更高的O-(7-氮杂苯并三氮唑-1-基)-二(四氢吡咯基)碳鎓六氟磷酸盐(HAPyU)、O-(苯并三氮唑-1-基)-二(四氢吡咯基)碳鎓六氟磷酸盐(HBPyU),但这些试剂的价格极其昂贵。 2)鏻鎓盐,最早的为PyBOP试剂,该试剂由于产生致癌的六甲基磷酰胺(HMPA)副产物,因而近年来被活性更好的,不产生致癌的副产物的PyBOP所代替。PyBOP的是一个较为强的缩合剂,一般其他缩合剂缩合不好时常常用PyBOP可以得到更好的结果。比如PyBOP可用于将氨基酸与氯化铵缩合得到相应的氨基酰胺。最近有报道PyAOP的缩合剂具有更强的活性。 (四)有机磷类缩合剂 多种磷酸酯和磷酰胺类缩合剂也被广泛应用于酰胺的缩合。如二苯基磷酰氯(DPP-Cl)、氰代磷酸二乙酯(DECP)、叠氮化磷酸二苯酯(DPPA、硫代二甲基磷酰基叠氮(MPTA)、二(2-氧-3-唑烷基)磷酰氯(BOP-Cl)。在这些磷酸酯和磷酰胺类缩合剂中,DECP常用于小量的多肽的合成,BOP-Cl特别适合与氨基酸的合成,其收率、消旋等都较好。但其缺点是,当胺的反应活性低时,常常得到酰化的唑烷。 (五)酰卤法 酰卤(酰氯、酰溴和酰氟)与氨或胺作用是合成酰胺的最简便的方法。通过酰氯、酰溴与脂肪族、芳香族胺均可迅速酰化,以较高的产率生成酰胺。但酰氟对水和其他亲核试剂较为稳定。一般酰氯、酰溴与胺反应是放热的,有时甚至极为激烈,因此通常在冰冷却下进行反应,亦可使用一定量的溶剂以减缓反应速度。常用溶剂为二氯乙烷、乙醚、四氯化碳、甲苯等。由于反应中生成的卤化氢,因此需要用碱除去卤化氢,以防止其与胺成盐。有机碱和无机碱均可用于此类反应,常用的有机碱有三乙胺、吡啶等,常用的无机碱有Na2CO3,NaHCO3, K2CO3,NaOH, KOH等。在研究中我们发现,许多反应用无机碱反应更干净且容易处理。对于一些位阻较大活性很低的芳胺,往往即使用酰氯也有可能不发生反应,此时我们需要加入催化剂如DMAP等,有时也可不加任何碱直接由胺和酰氯高温回流反应得到酰胺。 酰氯主要通过二氯亚砜和三氯氧磷的制备,高沸点的底物来说,二氯亚砜是最合适的试剂;一般的酸在二氯亚砜回流数小时后,蒸掉过量二氯亚砜及溶剂后,再用些甲苯带一下残余的二氯亚砜即可用于下步反应。对低沸点的底物来说,则使用三氯氧磷较为方便,主要由于低沸点很容易蒸馏出来。对于a-氨基酸,由于相应的酰氯在加热会分解,因而一般不通过二氯亚砜和三氯氧磷的制备。当分子中有对酸敏感的官能团存在时,无法使用二氯亚砜,一般采用等当量的草酰氯和碱(少量的DMF有较好的催化作用), 一锅发生酰氯再直接用于下步反应,最近也有文献报道应用三氯均三嗪在碱存在下可一锅将酸转化为酰氯。由于酰氯的活性太高,一般很难鉴定,有时为了判断酰氯是否生成,一般取出一点加入过量的苄胺或甲醇等,通过TLC确认反应进行的程度,也可以蒸干溶剂通过HPLC,LC-MS或NMR确认。a-氨基酰氯一般也通过以上两种方法合成。芳香酰氯相对烷基酰氯要稳定的多,例如苯甲酰氯加入水中也要近半个小时才能分解完全。 酰氟要比酰氯稳定,其对水和其他亲核试剂都较为稳定,其可通过三氟均三嗪在吡啶的存在下制备(Tetrahedron lett. 1991, 1303)。并可以通过层析分离出来。酰氟对水和其他亲核试剂,易于保存和使用方便,我们有时可以利用它进行酰胺类化合物库的合成。 (六)酰基叠氮法 酰基叠氮也是一个较为温和的酰化试剂,由于在反应时其不会引起光学活性物质的消旋且对水及其他亲核试剂较为稳定,因而常用于肽及化合物库的合成.但酰基叠氮由于反应活性低,对于位阻大且亲核性低的胺是不适用的。 (七)硫噻唑啉法 3-酰基-2-硫噻唑啉是一个较为温和的酰化试剂, 其对各类胺的反应选择性较好,同时反应可以用乙醇作溶剂。该反应的一个特点是一般3-酰基-2-硫噻唑啉是黄色的,但反应完2-硫噻唑啉为无色,因此可以通过黄色是否消失来跟踪反应。 (八)酯交换为酰胺 酯和氨水反应可以很方便地得到酰胺。N-取代酰胺一般可以利用相应的胺与酯直接反应得到,在有些条件下,需要有n-BuLi等强碱或AlMe3存在反应才能够顺利进行。 1. 一般酯的氨解通过氨的醇溶液或氨水来进行: a). 氨的醇溶剂氨解反应可通过加入适量的甲醇钠和氰化钠来催化。 b). 用氨水直接氨解一般需要加热(当该反应温度到100度时,一定要用高压釜做这一反应),这类反应一般可以通过硫酸铜来进行催化。反应的条件选择主要看酯的活性程度,一般脂肪酸酯的交换要比芳香羧酸酯来得容易,甲酯要比乙酯来得快。对脂肪酸酯,α位的位阻大小也决定了反应的快慢。 2. 酯通过甲酰胺在乙醇钠的存在下,高温也可得到相应的酰胺。这一方法对各类的酯都比较有效,只是产品的分离比直接氨解稍微麻烦一些,但反应较快。 3. 另外近年来,AlMe3-NH4Cl或Me2AlNH2在多官能团及复杂化合物的合成中用的较多,该方法条件较强,各类酯都能很快的氨解。其缺点是AlMe3易自燃,操作不是太方便。 酯与脂肪伯胺的交换:1. 酯与脂肪伯胺的交换一般直接用无溶剂的方法加热进行,对于低沸点的伯按胺直接用其作溶剂回流即可。2. 有时两个反应底物物都是固体无法混溶时,将两者溶解到某一溶剂后再浓缩干即可混合均匀,一般的无溶剂加热反应最好一边抽真空一边反应。3. 有时胺的位阻较大时,也不好交换,一般也可仲胺交换反应条件来进行。 在此有一点需要指出的,当我们用LAH还原酰胺和腈到胺时,最后的产物为胺的铝盐,如果我们用酯去淬灭反应时常常得到的是相应的酰胺,如用乙酸乙酯淬灭即得到相应的乙酰胺。 酯与脂肪仲胺的交换:一般直接交换是不行的,但其可通过相应的氨的负离子来反应,如通过正丁基锂作碱,同样三甲基铝可用于这类交换反应。 酯与芳胺的交换:1. 由于芳香胺的亲核性不是太强,因而与酯直接交换不太容易,一般需要高温才能交换。如果通过强碱将芳胺变为相应的负离子,其亲核能力大大加强,可以发生相应的酯交换反应。目前常用的碱为NaHMDS,NaOEt, BuLi, EtMgBr等。2. 有文献报道在微波下,用KOtBu作碱在没溶剂的情况下可一分钟内完成胺交换反应。通过AlMe3也可顺利地将芳胺和酯进行交换。3. 以上多见于芳香的伯胺,很少有文献报道芳香的仲胺参与酯的交换反应的。但有文献报道二氢吲哚与三甲基铝的复合物也可与酯进行交换。 (九)氰基水解 腈加水可以分解为伯酰胺。由于伯酰胺会继续水解为羧酸,一般要控制水解的条件。目前有许多方法报道,有时需要根据底物的特性选择酸性,碱性或中性的水解条件。作为中性的条件,也有文献报道使用镍或钯催化剂的方法。 酸性水解:在酸性条件下与饱和碳相连的氰基,可以在酸中很方便的水解转化为酰胺,并在条件较为剧烈时,很容易进一步水解成酸。但乙烯基或芳基腈的水解条件则要求剧烈得多,一般需要强酸条件,而且一般不会进一步水解。 碱性水解:在碱性条件下,利用过氧化氢氧化的方法可在室温下短时间内水解腈为伯酰胺,这是一个较为可靠的方法。利用NaOH(aq.)-CH2Cl2相转移催化体系,DMSO-K2CO3体系可以用于各种腈水解为伯酰胺。 (十)Ritter反应 叔碳正离子加成到腈基的氮原子上生成的腈盐加水分解得到相应的酰胺加水可以分解为酰胺。一般能产生碳正离子化合物都可以发生这类反应。由于醇或烯烃在浓硫酸或其他强酸加热条件下反应,一般在此条件下稳定的腈都可用于该类反应。这类反应通过腈和酸在溶剂中反应,但对于乙腈来说,直接用乙腈中反应即可,对于其他较为复杂,沸点较高的底物,一般用冰醋酸稀释。 通过卤素或有机硒等对烯烃加成,得到的碳正性的中间体也可用于对乙腈的加成。如果所用的是环状烯烃,则为反式加成。Ritter反应是合成叔碳胺的一种重要方法!

2021-02-18

它的毒性是砒霜的68倍,开水煮不死!你家厨房可能也有

化学党们进来,先来做个判断题 黄曲霉素是一组化学结构类似的化合物。 A . 正确 B . 错误 黄曲霉素是个什么东西? 答案:A 你答对了吗? 黄曲霉毒素(aflatoxins),是一组化学结构类似的化合物,目前已分离鉴定的包括B1、B2、G1、G2、M1、M2、P1、Q1、H1、GM等17种异构体,其中以B1毒性最大、致癌性最强。黄曲霉毒素的的基本结构为二呋喃环和香豆素,b1是二氢呋喃氧杂萘邻酮的衍生物,即含有一个双呋喃环和一个氧杂萘邻酮(香豆素)。前者为基本毒性结构,后者与致癌有关。m1是黄曲霉毒素b1在体内经过羟化而衍生成的代谢产物。黄曲霉毒素的主要分子型式含 b1,b2,g1,g2,m1,m2等,其中m1和m2 主要存在于牛奶中,b1为毒性及致癌性最强的物质。 1毫克黄曲霉素,就是致癌剂量! 有毒!黄曲霉毒素,被世界卫生组织划定为1类致癌物,也是一种毒性极强的剧毒物质。黄曲霉毒素B1的毒性是砒霜的68倍,是氰化钾的10倍,对肝脏组织的破坏性极强。 致癌!它还是我们所知的最强的生物致癌剂,1毫克黄曲霉素,就是致癌剂量!1993年,它就被世界卫生组织(WHO)的癌症研究机构划定为1类致癌物。 最让人无奈的是,这种剧毒致癌物就存在于我们的日常生活中。 小心!这些食物里都藏着黄曲霉素! 1一棵花生发霉,最好一包都扔掉 黄曲霉素最喜欢藏在发霉的食物里,尤其是淀粉含量高的食物,花生也不例外,在高温湿润的环境下,最容易滋生这种致癌霉菌。 注意:如果有一颗花生霉变,整包花生都要扔掉。黄曲霉菌是以孢子形式传播的,食物极易牵连霉变。 2发苦的坚果 如果吃到变苦的瓜子、杏仁等坚果,一定要及时吐掉并且漱口。因为瓜子等坚果的苦味,正是来自霉变过程中产生的黄曲霉毒素。经常食入,会增加肝癌风险。 建议: 吃到霉变的、发苦的坚果,千万别犯懒,一定要马上吐出来。 3泡了好几天的木耳 曾有这样的新闻:浙江瑞安的一名消费者,因吃了泡了三天的黑木耳致食物中毒,导致多脏器功能衰竭,生命垂危。 医生给出的就诊结果:这是微生物毒素造成的后续严重后果。木耳在泡发中,会产生黄曲霉毒素、青霉毒素等。 建议:木耳吃多少泡多少,不要浸泡好几天。 4没洗干净的筷子、砧板 我们切菜的砧板上面在切菜、切肉的同时,残留了丰富的营养物质。如果没有清洗、或者清洗不当,经过日积月累也会滋生剧毒的黄曲霉素但。平时用筷子吃玉米、花生等淀粉含量高的食物时,筷子里易藏淀粉。时间长了导致霉变,而产生黄曲霉毒素。裸筷子、漆筷子,极易开裂藏食物残渣,而产生黄曲霉毒素。 建议: 1、最佳选择是铁筷子,很难出裂痕,也就不会有食物残渣。 2、平时洗筷子的时候,要记得先泡一泡,软化上面的食物残渣,以便容易清洗掉。 5发霉的玉米 黄曲霉毒素,藏在发霉的食物里,尤其是淀粉含量高的花生、玉米、豆类等食物。淀粉在高温和潮湿的环境下,会滋生导致肝癌的黄曲霉毒素。 建议: 1、每次少买点,不要“存”,以免霉变。 2、如果您发现有一颗花生坏了,那一碗花生米,或者是存放的一袋子的花生米都得扔掉。 3、家里有食物残渣的边边角角,也要清洗干净。 6小作坊自榨油 一般小作坊的压榨机,或家用榨油机工艺简单,没有除去有害物质工艺,不能对原材料进行精炼,所以对去壳的外表、正常内部已出现黄曲霉毒素的花生,是挑不出来的。原料发霉,榨的油中还可能带入黄曲霉毒素。 建议:去大超市购买知名品牌。 一般高温、紫外线都杀不死 怎么能让黄曲霉素远离我们? 很多人说了,我在锅里好好地蒸煮食物,不就可以“消毒”了。 可真不是这样的。一般烹调加工温度,不能将黄曲霉素破坏,因为黄曲霉素裂解温度为280℃。只有达到280℃的时候,才能灭活,一般的烹饪方法都不能消毒。连消毒碗柜都不行,黄曲霉素对紫外线有抵抗力。 怎么办? 1油热了,先加盐 做菜之前的一个小动作,就能帮消除一定量的黄曲霉素。如果我们在花生油等食用油,倒入锅里加热后,并放入少量食盐,搅拌10~20秒,这样基本上就能消除大部分食用油里的黄曲霉素。 食盐对黄曲霉素的中和、降解,大概能消除95%的黄曲霉素。 2多吃点绿叶蔬菜 多吃绿叶蔬菜,可以让我们平时不小心吃下去的黄曲霉素失效一部分。 因为叶绿素能够阻止黄曲霉素吸收,预防肝癌。

2021-02-02