一、中心介紹
“精細(xì)化學(xué)品綠色制造河南省協(xié)同創(chuàng)新中心”以河南師范大學(xué)為牽頭單位，以中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所、河南省科學(xué)院化學(xué)研究所有限公司、天方藥業(yè)有限公司、輔仁藥業(yè)集團(tuán)有限公司、濮陽(yáng)惠成電子材料股份有限公司、新鄉(xiāng)拓新生化股份有限公司、河南省三生藥業(yè)有限公司等科研院所和骨干企業(yè)為合作參與單位，2013年6月通過(guò)河南省教育廳立項(xiàng)建設(shè)。
中心以河南省精細(xì)化工行業(yè)的重大戰(zhàn)略需求為牽引，堅(jiān)持精細(xì)化工領(lǐng)域人才、學(xué)科、科研三位一體統(tǒng)籌發(fā)展，著力解決制約精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共性問(wèn)題，突破和掌握核心關(guān)鍵技術(shù)，提升行業(yè)的科技創(chuàng)新和核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)河南省精細(xì)化學(xué)品制造由粗放型向綠色化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)河南省由精細(xì)化學(xué)品制造大省成為精細(xì)化學(xué)品綠色化制造強(qiáng)省。
中心通過(guò)建立以河南師范大學(xué)為創(chuàng)新源頭、以中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所主導(dǎo)系統(tǒng)集成優(yōu)化、以河南省科學(xué)院化學(xué)研究所有限公司等實(shí)施中試、放大生產(chǎn)的精細(xì)化學(xué)品綠色制造研發(fā)基地，有效提升河南省主導(dǎo)精細(xì)化學(xué)品的綠色化制造技術(shù)，引領(lǐng)精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變發(fā)展方向。
二、研究方向
1. 綠色介質(zhì)研究分中心
該分中心立足科學(xué)發(fā)展前沿，研究離子液體、超臨界流體、水等綠色介質(zhì)在精細(xì)化學(xué)品分離和反應(yīng)過(guò)程中的作用本質(zhì)和調(diào)控機(jī)制，建立綠色介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)與反應(yīng)/分離性能之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)在精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域具有目標(biāo)可設(shè)計(jì)的綠色介質(zhì)體系，為精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品的綠色合成和綠色分離工藝的設(shè)計(jì)提供科學(xué)基礎(chǔ)，主要研究?jī)?nèi)容包括：
①綠色分離/反應(yīng)介質(zhì)研究：研究用于核苷類藥物中間體和有機(jī)化工中間體的反應(yīng)/分離的綠色介質(zhì)，開(kāi)發(fā)低能耗、高效率、可循環(huán)的綠色分離新方法；研究綠色介質(zhì)對(duì)精細(xì)化學(xué)品原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的促進(jìn)作用以及相關(guān)調(diào)控機(jī)制，開(kāi)發(fā)低能耗、高效率、可循環(huán)的精細(xì)化學(xué)品綠色制造新方法與新技術(shù)。
②綠色介質(zhì)的結(jié)構(gòu)-性能研究：研究綠色介質(zhì)的構(gòu)效關(guān)系，設(shè)計(jì)綠色介質(zhì)的功能，開(kāi)發(fā)目標(biāo)可設(shè)計(jì)的綠色介質(zhì)體系以及綠色介質(zhì)在精細(xì)化學(xué)品綠色合成中的目標(biāo)指向性，為綠色介質(zhì)及精細(xì)化學(xué)品的綠色制造提供科學(xué)依據(jù)。
③離子液體規(guī)?；苽洌夯陔x子液體的構(gòu)效關(guān)系，研究離子液體的綠色合成方法、離子液體的規(guī)模化制備技術(shù)和成套設(shè)備、制定離子液體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
2. 原料藥及相關(guān)中間體研究分中心
本分中心立足醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域急需，重點(diǎn)研究創(chuàng)新藥物、仿制藥物及相關(guān)醫(yī)用中間體和材料、大品種藥物技術(shù)升級(jí)改造等，解決醫(yī)藥領(lǐng)域中藥物分子設(shè)計(jì)、合成、結(jié)構(gòu)與活性表征，藥物及中間體生產(chǎn)技術(shù)，醫(yī)用材料等基礎(chǔ)理論和實(shí)踐應(yīng)用問(wèn)題。具體內(nèi)容如下：
①創(chuàng)新藥物研究：藥物分子的設(shè)計(jì)、合成、結(jié)構(gòu)表征、結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系，發(fā)展尋找新藥的新理論、新方法、新技術(shù)，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新藥物的先導(dǎo)化合物分子結(jié)構(gòu)并加以優(yōu)化。主要集中在蒽環(huán)類、蝴蝶霉素類和核苷類化合物等新型抗腫瘤及抗病毒候選藥物的研究。
②大品種藥物技術(shù)升級(jí)改造研究：大品種藥物進(jìn)行工藝技術(shù)升級(jí)改造和工藝綠色化。目前主要集中在降血脂類、抗血小板類、抗菌類和抗癌類藥物的技術(shù)升級(jí)改造。
③核苷類藥物中間體研究：核苷類藥物中間體產(chǎn)業(yè)化研究，形成系列核苷生產(chǎn)新工藝，促進(jìn)相關(guān)核苷類化合物的化學(xué)合成法工業(yè)化。
④仿制新藥及醫(yī)用材料研究：主要進(jìn)行國(guó)外已經(jīng)上市國(guó)內(nèi)沒(méi)有的三類新藥及其相關(guān)中間體研究開(kāi)發(fā)、仿生骨修復(fù)和藥物輸送醫(yī)用材料的研究。
電子化學(xué)品及環(huán)境新材料研究分中心
該分中心以電子化學(xué)品和環(huán)境新材料作為主要研究目標(biāo)開(kāi)展相關(guān)研究。以實(shí)現(xiàn)電子化學(xué)品的直接生產(chǎn)、新型有機(jī)功能纖維環(huán)境材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用和木質(zhì)素改性為重點(diǎn)。主要工作內(nèi)容如下：
①有機(jī)發(fā)光顯示器材料：開(kāi)發(fā)新型催化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)需分離直接生產(chǎn)環(huán)境友好型電子封裝材料；通過(guò)對(duì)芴類、咔唑類、噻吩類及降冰片烯類衍生物等有機(jī)發(fā)光顯示器(OLED)中間體的研究與開(kāi)發(fā)，尋找合適的OLED工業(yè)化產(chǎn)品，加速OLED光致發(fā)光材料替代液晶材料的過(guò)程。
②有機(jī)功能纖維環(huán)境材料：材料表面官能團(tuán)改性新方法研究、有機(jī)功能纖維材料合成新工藝技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化；功能材料表面改性對(duì)其吸附再生能力的影響；新型材料在水處理的應(yīng)用技術(shù)研究；新型材料在氣體凈化方面的應(yīng)用技術(shù)研究等。力爭(zhēng)對(duì)現(xiàn)有材料在結(jié)構(gòu)性能、化學(xué)耐候性、吸附再生性等方面作進(jìn)一步提升，對(duì)合成方法進(jìn)行合理改進(jìn)以適應(yīng)規(guī)?；a(chǎn)。
③木質(zhì)素改性：加快木質(zhì)素分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)改性等基礎(chǔ)性研究。通過(guò)對(duì)木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的可控化學(xué)修飾，提高其化學(xué)反應(yīng)活性或控制其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和相互作用力強(qiáng)度，在分子水平實(shí)現(xiàn)對(duì)材料性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
大宗有機(jī)化工中間體的清潔生產(chǎn)工藝研究分中心
本分中心立足于資源綜合高值利用，通過(guò)綠色制備工藝對(duì)化工中間體進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從源頭降低成本、控制污染；利用先進(jìn)的綠色制備技術(shù)研制開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型制品的配方設(shè)計(jì)及其加工工藝與產(chǎn)品性能的技術(shù)集成研究。該方向主要研究?jī)?nèi)容如下：
①塑料助劑：開(kāi)發(fā)環(huán)氧乙烷與二氧化碳反應(yīng)經(jīng)碳酸乙烯酯制備乙二醇聯(lián)產(chǎn)碳酸二甲酯的新工藝，提高原子利用率；以離子液體工業(yè)催化劑的負(fù)載化為目標(biāo)，研究固定床羰基化反應(yīng)器，提高環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化率，提高碳酸二甲酯產(chǎn)品質(zhì)量；開(kāi)發(fā)乙二醇/碳酸二甲酯集成技術(shù)，使其能夠有效地利用上游乙烯氧化制環(huán)氧乙烷過(guò)程排放的含二氧化碳廢氣。
②有機(jī)玻璃及相關(guān)單體：以異丁烯或煤基合成氣為原料的兩種清潔新工藝；開(kāi)發(fā)的新型低成本催化劑，使其具有良好的活性和穩(wěn)定性；改變現(xiàn)有反應(yīng)條件，使反應(yīng)條件更加溫和；建立高效共沸分離和純化技術(shù)，降低分離純化過(guò)程中的成本。
③綠色涂料及相關(guān)中間體：六亞甲基二異氰酸酯的清潔生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新型高效催化劑。
綠色生產(chǎn)過(guò)程集成研究分中心
精細(xì)化工的規(guī)模化制備是產(chǎn)品能否市場(chǎng)化的重要環(huán)節(jié)，而實(shí)驗(yàn)室小試的成功，并不能意味著該產(chǎn)品可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，還必須通過(guò)系統(tǒng)的單元設(shè)備設(shè)計(jì)、工藝流程優(yōu)化，以保證該產(chǎn)品的生產(chǎn)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境性，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的市場(chǎng)化，因?yàn)獒槍?duì)精細(xì)化學(xué)品的綠色生產(chǎn)過(guò)程集成至關(guān)重要。本方向主要研究?jī)?nèi)容包括：
①以產(chǎn)品為導(dǎo)向的綠色過(guò)程系統(tǒng)集成方法：在分子和微觀水平上闡明物質(zhì)結(jié)構(gòu)-性質(zhì)的關(guān)系，模擬不同的體系以設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)不同的、適合的生產(chǎn)流程來(lái)生產(chǎn)具有所需功能的產(chǎn)品，研究不同尺度水平上化工過(guò)程的建模和求解，復(fù)雜體系熱力學(xué)宏觀和微觀水平的建模理論及二者之間的一致性等關(guān)鍵性問(wèn)題，此外，建立產(chǎn)品和過(guò)程的綠色度定量評(píng)價(jià)和指標(biāo)體系。
②精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)過(guò)程集成和優(yōu)化：以多種精細(xì)化學(xué)品為研究對(duì)象，采用以產(chǎn)品為導(dǎo)向的綠色過(guò)程集成方法，對(duì)產(chǎn)品的原料/溶劑、反應(yīng)過(guò)程、分離純化及全系統(tǒng)的水電汽等進(jìn)行分析，建立體系的熱力學(xué)、傳遞和動(dòng)力學(xué)模型及各個(gè)單元的模型，通過(guò)對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行模擬和優(yōu)化，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的物質(zhì)流、能量流的進(jìn)行綜合分析，以全系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響為目標(biāo)，對(duì)流程結(jié)構(gòu)和操作條件進(jìn)行優(yōu)化，獲得適合于多產(chǎn)品生產(chǎn)的流程結(jié)構(gòu)和操作條件，且保證具有多產(chǎn)品生產(chǎn)的靈活性，最終完成對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室成果的工業(yè)化轉(zhuǎn)化。
三、代表性成果
成果1名稱：有機(jī)玻璃單體清潔生產(chǎn)建立萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)裝置
針對(duì)傳統(tǒng)有機(jī)玻璃單體生產(chǎn)過(guò)程中以劇毒氫氰酸為原料的丙酮氰醇法生產(chǎn)工藝，研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以異丁烯/叔丁醇為原料的甲基丙烯醛（MAL）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）和甲基丙烯醇（MAO）系列產(chǎn)品清潔生產(chǎn)新工藝，在易達(dá)利化工有限公司投產(chǎn)后，年產(chǎn)值50000萬(wàn)元，利稅8000萬(wàn)元，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，被鑒定為國(guó)際領(lǐng)先水平。
本項(xiàng)成果研發(fā)的關(guān)鍵包括催化劑及反應(yīng)工藝的研發(fā)、產(chǎn)品的分離提純、阻聚、工藝集成、萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)裝置建立和運(yùn)行等。主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在：（1）以異丁烯/叔丁醇為原料催化氧化制備MAL的高效復(fù)合氧化物催化劑及反應(yīng)工藝；（2）MAL一步催化氧化酯化制備MMA 的高效、高穩(wěn)定性新型鈀基負(fù)載催化劑及高效漿態(tài)床反應(yīng)器；（3）MAL催化選擇性加氫制備MAO的鉑基負(fù)載催化劑及反應(yīng)工藝；（4）新型庚烷/離子液體吸收分離MAL工藝、萃取分離提純MMA工藝技術(shù)方法和分離提純MAO的精餾技術(shù)，優(yōu)化降低了分離過(guò)程的能量消耗；（5）采用了組合式阻聚方案，生產(chǎn)裝置運(yùn)行周期從常規(guī)的一個(gè)月延長(zhǎng)至半年以上；（6）整個(gè)工藝技術(shù)系統(tǒng)高度集成。建成了穩(wěn)定運(yùn)行的MAL、MMA和MAO的萬(wàn)噸級(jí)成套工業(yè)裝置。
成果2名稱：開(kāi)發(fā)了國(guó)際首套離子液體電解液規(guī)?；苽浼夹g(shù)及設(shè)備
中心采用分子模擬與實(shí)驗(yàn)表征相結(jié)合的方法，在闡明離子液體的微觀結(jié)構(gòu)與其物性、電化學(xué)性質(zhì)及電池性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)研發(fā)了6類基于離子液體的鋰離子電池電解液，開(kāi)發(fā)了以3類離子液體為添加劑的新型電解液。電解液的電化學(xué)窗口可達(dá)5.0V，顯著提高了高電位電池體系的比容量。開(kāi)發(fā)了國(guó)際上首套離子液體電解液規(guī)?；苽浼夹g(shù)及成套設(shè)備。所生產(chǎn)的產(chǎn)品性能優(yōu)良，質(zhì)量穩(wěn)定，綠色環(huán)保。在林州市科能科技材料有限公司投產(chǎn)后，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，相關(guān)成果被中國(guó)科學(xué)院鑒定為國(guó)際領(lǐng)先水平。
