一种维生素K₃的生产方法

专利名称：一种维生素K₃的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种维生素K:i的生产方法，特别涉及一种在新的溶剂体系中合成维生 素K3 (亚硫酸氢钠甲萘醌)的方法。
技术背景1 、维生素K3化学名称为亚硫酸氢钠甲萘醌(sodium menadione sulfate， MSB )，稳定型维生素K3为甲萘醌亚硫酸氢烟酰胺(MNB)，属维生素类药物，为生物活性物 质，主要用于饲料添加剂领域，在医学、化妆品、保健品和工业上也有广泛的应用。 MSB是以2-甲基-l， 4-萘醌为原料，与亚硫酸氢钠进行加成反应合成的。长期以来，在维生素K3的生产和科研领域，研究人员关注的是如何合成工艺难度 较大的中间体2-甲基-1, 4-萘醌上，而对上述反应和与之配套的精制工艺研究比较少。 迄今，工业生产中一般采用如下方法生产MSB:2、现有技术方法 1)加成配料比2-甲基-l， 4-萘醌(kg):亚硫酸氢钠(kg):乙醇(kg):水(kg)-l:0.7:4:l将2-甲基-l， 4-萘醌投入反应釜，按以上配比加入亚硫酸氢钠和水，搅拌均匀，控 制温度不超过40'C，加入1/2量的乙醇使反应完全。取反应物少许滴入水中，若能完 全溶解即到达反应终点；再加l/2量的乙醇，搅拌30分钟，冷却结晶至10。C以下，过滤，抽干，结晶用少量乙醇洗涤，得MSB粗品。 2)精制MSB粗品加4倍乙醇、少量亚硫酸氢钠及适量活性炭，在70。C以下溶解，趁热过 滤，溶液冷至l(TC以下，结晶，过滤，结晶用少量乙醇洗涤，于7(TC以下干燥，得 MSB。3、用上述方法生产MSB,存在如下缺点1) MSB对2-甲基-l， 4-萘醌的摩尔收率不大于50%。2) 产品纯度只能达到94%。3) 乙醇对MSB的消耗高达1.5:1。4) 大量蒸馏乙醇造成生产的高能耗，每吨MSB耗煤近8吨。5) 有近50%的2-甲基-1， 4-萘醌转化为没有任何用途的焦油，从而造成环境污染。6) 反应母液和精制母液中残存部分MSB，难回收利用，造成了资源的浪费。发明内容本发明为了克服以下技术的不足，提供一种维生素K:,的生产方法，采用一种新的 溶剂体系，可有效地縮短反应时间、提高产品的收率及纯度，具有乙醇和能源消耗低、设备投资少、环境有好、能有效回收利用残存在反应母液和精制母液中的MSB制备维 生素K3 (甲萘醌亚硫酸氢烟酰胺，MNB)等特点。 本发明维生素K3的生产方法，其方法歩骤如下(1) 将2-甲基-l， 4-萘醌和亚硫酸氢钠，加入溶剂中，加热搅拌，进行加成反应; 所述的溶剂为水，2-甲基-l， 4-萘醌(kg):亚硫酸氢钠(kg):溶剂(L)^1: 0.7 1.2: 2.0~4;(2) 加成反应后的反应物冷冻至l(TC以下，离心分离，得MSB粗品；(3) MSB粗品中加入乙醇、活性炭和亚硫酸氢钠，加热溶解，趁热过滤，滤液 冷冻至1(TC以下，离心分离，结晶干燥，得MSB精品。上述本发明维生素fc的生产方法，优选的所述歩骤(1)中的加成反应母液或/ 和所述的步骤(3)中的精制母液，与浓盐酸和烟酰胺混合，进行反应，反应结束，冷 冻至0。C，离心分离，得MNB粗品；所述的加成反应母液或/和精制母液(折合成MSB 计算)烟酰胺浓盐酸的摩尔比为l: 1.20~1.25: 2.55~2.60。上述本发明维生素K3的生产方法，优选的所述步骤(1)中的加成反应母液，全 部或部分替代溶剂进行下次的加成反应；所述的2-甲基-l， 4-萘醌(kg):亚硫酸氢钠 (kg):溶剂(L"1: 0.8 0.95: 2.5 4。更优选的所述的加成反应母液替换溶剂的次数为 4-5次。上述本发明维生素K3的生产方法，优选的所述歩骤(3)中，离心分离后的精制母液，全部或部分替代乙醇进行下次的精制。更优选的所述精制母液替代乙醇的次数为4 5次。上述本发明维生素fc的生产方法，优选的所述步骤(1)中，2-甲基-l， 4-萘醌 (kg):亚硫酸氢钠(kg):溶剂(L):1: 0.8 0.95: 2.0 2.5;所述步骤(1)中加成反应的 温度为40~50°C，反应时间为120~180分钟；所述的歩骤(2)中，冷冻后保温结晶30 120 分钟；所述歩骤(3)中加热温度为60-80°C，加热时间为60分钟；所述的步骤(3) 中，冷冻后保温结晶30 120分钟，结晶干燥的温度为40 60'C。上述本发明维生素K3的生产方法，优选的所述歩骤(3)中，所述乙醇、活性炭 和亚硫酸氢钠的加入量分别占MSB粗品质量的250~350%、 3~5%和3 5%。 3、有益效果本发明与现有技术相比，具有如下显著特点1) 加成反应中使用了新的溶剂体系，使反应加速，并且而反应进行的更加彻底，明显 縮短了反应时间，其直接结果是产品收率和品质的提高。2) 反应溶剂的改变，避免了乙醇的消耗，产品收率提高，副产物减少。3) 副产物的减少使加成和精制母液的套用成为可能，本发明母液可套用4 5次，由此 进一歩提高了收率。4) 反应溶剂的改变，可不经过处理，通过加入盐酸和烟酰胺将残存在加成和精制母液 的MSB有效回收利用生产维生素K3 (甲萘醌亚硫酸氢烟酰胺，MNB)，避免了资源的 浪费。5) 在上述因素综合作用下，用本发明方法生产MSB，产品纯度^98%;利用加成反应 废液生产的MNB，产品纯度^95%。


图1为亚硫酸氢钠甲萘醌(MSB)的合成路线图 图2为甲萘醌亚硫酸氢烟酰胺(MNB)的合成路线图。
具体实施方式
实施例11000L反应釜中投溶剂水500L、 2-甲基-l， 4-萘醌折纯250kg、亚硫酸氢钠225kg， 开机搅拌，升温至40 5(TC，反应120分钟，加料至加成结晶釜，冷冻至1(TC以下， 保温结晶120分钟，离心分离，得MSB粗品湿品390kg。将MSB粗品湿品投至2000L 反应釜，加乙醇1200L、活性炭12kg、亚硫酸氢钠12kg，加热至70'C，保温搅拌30 分钟，趁热过滤，热乙醇洗涤过滤器，排放滤液和洗液至精制结晶釜，冷冻至1(TC以下，保温结晶60分钟，离心分离，冷乙醇洗漆结晶，离心分离，结晶50'C千燥，得MSB产品296kg，收率61.7%，产品纯度>50%(以2-甲基-1 ， 4-萘醌计)。实施例21000L反应釜中投上批加成反应母液550L、 2-甲基-l， 4-萘醌折纯220kg、亚硫酸 氢钠195kg，丌机搅拌，升温至45。C，反应120分钟，加料至加成结晶釜，冷冻至IO 'C以下，保温结晶120分钟，离心分离，得MSB粗品湿品390kg。将MSB粗品湿品 投至2000L反应釜，加上批精制母液1200L、活性炭12kg、亚硫酸氢钠12kg，加热至 7(TC,保温搅拌30分钟，趁热过滤，热乙醇洗涤过滤器，排放滤液和洗液至精制结晶 釜，冷冻至1(TC以下，保温结晶60分钟，离心分离，冷乙醇洗涤结晶，离心分离，结 晶50。C干燥，得MSB产品274kg,收率65.0%,产品纯度》50%(以2-甲基-l ， 4-萘醌 计)。实施例32000L反应釜中投入烟酰胺255kg、 35。/。盐酸215kg，开机搅拌，25。C保温反应30 分钟，投入MSB加成反应母液(折合MSB550g) 700L， 25。C保温反应120分钟。加 料至结晶釜，冷冻至。C以下，保温结晶120分钟，离心分离，水洗结晶三次，5(TC干 燥，得MNB 570kg，收率91.0%，产品纯度》50%(以2-甲基-l ， 4-萘醌计)。
权利要求
1、一种维生素K3的生产方法，其特征在于采用以下步骤(1)将2-甲基-1，4-萘醌和亚硫酸氢钠，加入溶剂中，加热搅拌，进行加成反应；所述的溶剂为水，2-甲基-1，4-萘醌(kg)∶亚硫酸氢钠(kg)∶溶剂(L)＝1∶0.7～1.2∶2.0～4；(2)加成反应后的反应物冷冻至10℃以下，离心分离，得MSB粗品；(3)MSB粗品中加入乙醇、活性炭和亚硫酸氢钠，加热溶解，趁热过滤，滤液冷冻至10℃以下，离心分离，结晶干燥，得MSB精品。
2、 如权利要求1所述的维生素K:i的生产方法，其特征在于所述歩骤(1)中的加成 反应母液或/和所述的步骤(3)中的精制母液，与浓盐酸和烟酰胺混合，进行反应， 反应结束，冷冻至O'C，离心分离，得MNB粗品；所述的加成反应母液或/和精制母 液(折合成MSB计算)烟酰胺浓盐酸的摩尔比为l: L20 1.25: 2.55 2.60。
3、 如权利要求1或2所述的维生素K3的生产方法，其特征在于所述歩骤(1)中的 加成反应母液，全部或部分替代溶剂进行下次的加成反应；所述的2-甲基-l，4-萘醌(kg): 亚硫酸氢钠(kg):溶剂(L)-1: 0.8-0.95: 2.5 4。
4、 如权利要求3所述的维生素K:,的生产方法，其特征在于所述的加成反应母液替换 溶剂的次数为4-5次。
5、 如权利要求3所述的维生素K:,的生产方法，其特征在于所述步骤(3)中，离心 分离后的精制母液，全部或部分替代乙醇进行下次的精制。
6、 如权利要求5所述的维生素K3的生产方法，其特征在于所述精制母液替代乙醇的 次数为4~5次。
7、 如权利要求1所述的维生素K:,的生产方法，其特征在于所述步骤(1)中，2-甲 基-1， 4-萘醌(kg):亚硫酸氢钠(kg):溶剂(L^1: 0,8 0.95: 2,0~2.5;所述步骤(1) 中加成反应的温度为40 50°C，反应时间为120~180分钟；所述的歩骤(2)中，冷冻 后保温结晶30 120分钟；所述步骤(3)中加热温度为60-8(TC，加热时间为60分钟；所述的步骤(3)中，冷冻后保温结晶30-120分钟，结晶干燥的温度为4(K6(TC。
8、 如权利要求1所述的维生素K.,的生产方法，其特征在于所述步骤(3)中，所述 乙醇、活性炭和亚硫酸氢钠的加入量分别占MSB粗品质量的250 350%、3 5%和3 5%。
全文摘要
本发明涉及一种在新的溶剂体系中合成维生素K₃(亚硫酸氢钠甲萘醌)的方法。其方法为(1)将2-甲基-1，4-萘醌和亚硫酸氢钠，加入溶剂中，加热搅拌，进行加成反应；(2)加成反应后的反应物冷冻至10℃以下，离心分离，得MSB粗品；(3)MSB粗品中加入乙醇、活性炭和亚硫酸氢钠，加热溶解，趁热过滤，滤液冷冻至10℃以下，离心分离，结晶干燥，得MSB精品。其优点为反应快，产品收率高，品质好；避免了乙醇的消耗，产品收率提高，副产物减少；避免了资源的浪费；产品纯度高。
文档编号C07C303/00GK101245038SQ20081001446
公开日2008年8月20日 申请日期2008年3月11日 优先权日2008年3月11日
发明者玉 刘, 王友德 申请人:山东轻工业学院