本发明涉及一类重要的食用色素的制备新方法，尤其涉及一种制备四碘荧光素B的工艺方法。
背景技术：
四碘荧光素B，又叫赤藓红，是一种红色或红褐色颗粒或粉末，无臭，易溶于水，可溶于乙醇、丙二醇和甘油，不溶于油脂。它具有良好的染着性，特别是对蛋白质染着性尤佳。与同类型的其他合成红色素相比，其耐热性、耐碱性、耐氧化还原性和着色力都要更好，因此得以广泛应用于发酵性食品、焙烤食品、冰激凌、鱼糕、腌制品等非酸性食品中。
现有四碘荧光素B的制备方法，主要有如下两条合成路线：
(一)将荧光素用氢氧化钠溶液溶解制得荧光素二钠盐，再向其中加入4当量碘单质进行碘代反应以制得四碘荧光素B。
该合成路线操作比较简单，目前工业上制备四碘荧光素B基本上都采用此路线。但是该合成路线中碘元素利用率比较低，最高不超过50％，剩余的碘元素转变成碘负离子而未能得到有效利用，不符合绿色合成的要求。
(二)由荧光素与2当量碘酸和2.5当量碘单质进行反应制得四碘荧光素，再用氢氧化钠调成钠盐形式以制得四碘荧光素B(Bioorganic and Medicinal Chemistry,2010,18,6922-6933)。
该合成路线中碘元素利用率有了一定提升，提升到了57％，不过离100％还是有较大距离。另外该合成路线中所引入的碘酸价格比较高(是碘单质的2倍以上)，并且还是强氧化剂，在工业放大操作中存在较大的安全隐患，不符合绿色合成的要求。目前该路线只适用于实验室小型制备，难以满足工业化大生产的需求。
鉴于上述制备四碘荧光素B的工艺均不符合绿色合成的要求，因此，寻找一种绿色合成四碘荧光素B的工业化生产方法具有非常重要的意义。
技术实现要素：
本发明的示例旨在克服以上技术问题，提出一种操作简便、碘元素利用率高、成本低、危险小、收率高、污染小且适于工业化生产的制备四碘荧光素B的工艺方法。
为解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种制备四碘荧光素B的工艺方法，其中，该工艺方法包括如下步骤：
步骤一、以荧光素为初始原料，在溶剂和催化剂的作用下，与碘盐反应制得四碘荧光素，化学反应式为：
步骤二、将步骤一中制备的所述四碘荧光素在溶剂作用下，与碱反应制得四碘荧光素B，化学反应式为：
根据本发明的第二方面，提供一种制备四碘荧光素B的工艺方法，其中，所述步骤一和步骤二均是在0-200℃温度范围内进行的。
根据本发明的第三方面，提供一种制备四碘荧光素B的工艺方法，其中，步骤一中所述溶剂为：水、甲醇、95乙醇、无水乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、甲苯、二甲苯、乙醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基亚砜(DMSO)中的一种或多种。
根据本发明的第四方面，提供一种制备四碘荧光素B的工艺方法，其中，所述催化剂为双氧水、次氯酸钠、氯酸钠和钨酸钠中的一种或多种。
根据本发明的第五方面，提供一种制备四碘荧光素B的工艺方法，其中，所述碘盐为碘化钠、碘化钾和四丁基碘化铵中的一种或多种。
根据本发明的第六方面，提供一种制备四碘荧光素B的工艺方法，其中，所述碘盐的用量为荧光素的4-4.4当量。
根据本发明的第七方面，提供一种制备四碘荧光素B的工艺方法，其中，步骤二中所述溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯、四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃中的一种或多种。
根据本发明的第八方面，提供一种制备四碘荧光素B的工艺方法，其中，所述碱为钠、甲醇钠、乙醇钠、异丙醇钠、叔丁醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种。
本发明的制备四碘荧光素B的工艺方法相比现有技术具有以下优点：碘元素利用率高，操作简便，成本低，收率高，污染小，适用于工业化生产，并且能够满足多数相关企业进行生产的要求。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构及技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明提供了一种制备四碘荧光素B的工艺方法，其中，该工艺方法包括如下步骤：
步骤一、以荧光素为初始原料，在溶剂和催化剂的作用下，与碘盐反应制得四碘荧光素，化学反应式为：
步骤二、将步骤一中制备的四碘荧光素在溶剂作用下，与碱反应制得四碘荧光素B，化学反应式为：
需要说明的是，步骤一和步骤二均是在0-200℃温度范围内进行的。
还需要说明的是，步骤一中碘盐的用量为荧光素的4-4.4当量，碘元素的利用率为90％-100％。
本发明的进一步示例中，步骤一中溶剂为：水、甲醇、95乙醇、无水乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、甲苯、二甲苯、乙醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基亚砜(DMSO)中的一种或多种。
本发明的进一步示例中，步骤一中的催化剂为双氧水、次氯酸钠、氯酸钠和钨酸钠中的一种或多种。
本发明的进一步示例中，碘盐为碘化钠、碘化钾和四丁基碘化铵中的一种或多种。
本发明的进一步示例中，步骤二中溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯、四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃中的一种或多种。
本发明的进一步示例中，步骤二中碱为钠、甲醇钠、乙醇钠、异丙醇钠、叔丁醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种。
本发明的碘元素利用率高，成本低，收率高，同时操作简便，污染较小，既能够适用于多数相关企业进行生产，也能够满足工业化生产需求。
本发明公开了一类重要的食用色素——四碘荧光素B的制备新方法，该化合物广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
以下结合具体示例对本发明做进一步说明，当然具体示例是用于说明本发明而不是用于限制本发明的范围。
示例1
步骤一、四碘荧光素的制备
室温搅拌下，向50L反应釜中依次加入20L 95乙醇、3.32Kg荧光素和6Kg碘化钠，搅拌均匀后，向其中滴加5L 35％双氧水，1小时内滴完。室温搅拌反应4小时，HPLC监控原料反应完全。停止反应，向其中加入亚硫酸钠至无气泡冒出。再接蒸馏装置，常压蒸馏回收乙醇。然后冷却至室温，过滤，收集滤饼。将滤饼用20L水打浆洗涤2小时，过滤，再将滤饼烘干得8.3Kg固体粗品。该粗品不经进一步纯化，直接进行下一步反应。
步骤二、四碘荧光素B的制备
室温搅拌下，向50L反应釜中加入30L水和步骤一制备的8.3Kg四碘荧光素固体粗品，室温搅拌0.5小时，向其中滴入5L 20％氢氧化钠溶液，2小时内滴完。滴完后室温搅拌2小时，再接蒸馏装置，水冲泵减压蒸馏掉25L水。静置析晶过夜，过滤，收集滤饼。再将滤饼真空烘箱60℃烘干8小时，得到7.8Kg玫红色固体，收率88.7％，电位滴定纯度97.8％。
其中，上述制备过程的化学反应式为：
示例2
步骤一、四碘荧光素的制备
室温搅拌下，向50L反应釜中依次加入20L甲醇、3.32Kg荧光素、6.7Kg碘化钾和0.1Kg钨酸钠，搅拌均匀后，向其中滴加4L 35％双氧水，1小时内滴完。室温搅拌反应4小时，HPLC监控原料反应完全。停止反应，向其中加入亚硫酸钠至无气泡冒出。再接蒸馏装置，常压蒸馏回收甲醇。然后冷却至室温，过滤，收集滤饼。将滤饼用20L水打浆洗涤2小时，过滤，再将滤饼烘干得8.2Kg固体粗品。该粗品不经进一步纯化，直接进行下一步反应。
步骤二、四碘荧光素B的制备
室温搅拌下，向50L反应釜中加入30L水和步骤一制备的8.2Kg四碘荧光素固体粗品，室温搅拌0.5小时，向其中滴入5L 20％氢氧化钠溶液，2小时内滴完。滴完后室温搅拌2小时，再接蒸馏装置，水冲泵减压蒸馏掉27L水。静置析晶过夜，过滤，收集滤饼。再将滤饼真空烘箱60℃烘干8小时，得到7.9Kg玫红色固体，收率89.8％，电位滴定纯度96.5％。
其中，上述制备过程的化学反应式为：
需要说明的是，示例1和示例2的步骤一中的亚硫酸钠不是催化剂，是用来在后处理过程中淬灭催化剂的。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神及范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围及边界、或者这种范围及边界的等同形式内的全部变化及修改例。