专利名称：一锅法制备维生素e乙酸酯的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种以三甲基氢醌二乙酯为原料一锅法经三甲基氢醌制备维生素E乙酸酯的生产方法。
背景技术：
维生素E(Vitamin E)是生育酚中不同异构体的总称。自然界中存在着4种类型的生育酚，S卩α-、β-、γ-、δ-生育酚，通常所说的维生素E是指α-生育酚，由于存在三个手性中心，它的化学名称为OR，4’ R，8’ R)-α-生育酚，通常标识为R，R， R- α -生育酚或D- α -生育酚；工业合成的维生素E多为其8种异构体共存的混合物，因此被称为all-rac- α -生育酚或DL- α -生育酚。维生素E作为一种人和动物必需的物质，具有其它物质所不具备的、为有机体所必需的生物活性。研究发现，维生素E的主要功能有1)抗氧化作用；2)提高机体的免疫功能；3)抗癌作用；4)抗不孕功能；5)治疗皮肤疾患；6)其他作用，如促进组织呼吸、激素合成、核酸代谢等。维生素E乙酸酯与合适白炭黑的粉末配方作为饲料添加剂，市场需求巨大。合成维生素E由三甲基氢醌和异植物醇在氯化锌等酸性催化剂存在下进行 Friedel-Crafts型缩合闭环反应制得，然后酯化得到储存稳定、商业中使用的维生素E乙酸酯(US2411969, US3708505, US4239691, US5523420, ΕΡ0694541)，合成路线如下这些方法存在以下缺陷原料三甲基氢醌有严重的人体过敏问题，给安全生产带来隐患；三甲基氢醌稳定性差，不易储存；在使用以及萃取分离大量氯化锌时产生大量废水不易处理，环保压力大。也有文献报道异植物醇与三甲基氢醌二乙酯直接进行缩合反应的，三甲基氢醌二乙酯(TMHQ-DA)作为TMHQ的合成等价物的主要优点是在维生素E乙酸酯终产品中存在的乙酰基已经存在于TMHQ-DA分子中，并且可通过巧妙控制反应，将TMHQ-DA与异植物醇缩合直接得到维生素E乙酸酯，而不必用化学计算量的或者超过化学计算量的醋酸酐在独立的反应步骤中进行随后的酯化，但是到目前为止，还没有发现经济的方法使三甲基氢醌二乙酯(TMHQ-DA)与异植物醇直接缩合能以足够高的收率进行，并直接得到维生素E乙酸酯。FR-A2259822 (DE-0S 2404621)中有涉及此类反应，但是该文献中描述的在固体酸的存在下与异植物醇的缩合反应合成维生素E的收率也只有约41%，并且不生成相应的乙酸酯。从收率方面考虑，用三甲基氢醌二乙酯反应比较成功的有JP-OS 51-8-859，其利用三甲基氢醌或其酯在氯化锌存在下与异植物醇反应，该反应在100°c以上的温度下生成 α-生育酚，该方法从所得的收率考虑是经济的，但它的缺点是废水问题，该问题是由于使用大量的氯化锌而引起的，萃取后所得的这些氯化锌水溶液简单的循环利用是不可能的， 而且反应过程中产生的水会使催化剂去活化，导致再次反应收率的降低和产品质量的下降。三甲基氢醌二乙酯反应的有效的方法在DE-OS 197571 . 7中被报道，该方法是在各种惰性非质子溶剂中使用包括氯化锌和氢卤酸的二元催化剂体系。这里的后处理是缩合后水提全部的催化剂相进行的，随后的乙酰化反应后的处理同样需要通过水提再次提取出催化剂。在使用含酯溶剂时，反应中水的存在引起其它问题，即除了在原位发生TMHQ-DA 的皂化之外，也有溶剂的部分皂化的结果，这样，用作溶剂的酯产生相应的有机酸和醇，它们必须通过昂贵的分离方法从产品中除去或在溶剂的返回循环方法中积聚，这样既会造成产品质量的下降又导致生产成本的增加。中国专利CN01104390《制备α -生育酚乙酸酯的方法》公开了一种在循环法中制备α-生育酚乙酸酯的方法，其公开了制备方法1)最初得到的α-生育酚和α-生育酚乙酸酯的混合物用醋酸酐酯化，形成醋酸；II)通过萃取后得到的催化剂醋酸溶液被再生， 含醋酸的再生溶液被返回到反应中，以及III)合并的在I)和II)中得到的含活性催化剂组分卤化锌和氢卤酸的催化剂醋酸溶液被浓缩，并以液体形式被返回到反应中。该方法催化剂可循环套用，减轻了环保的压力。但是醋酸和水分离过程中存在分离效率低、能耗高的问题；浓缩含活性催化剂组分卤化锌和氢卤酸的催化剂醋酸溶液能耗高，循环用的催化剂体系水分不好控制导致催化剂在随后的循环套用中α-生育酚的五元环异构体逐渐升高， 甚至不合格，所以该方法实际上并不适用于工业化生产。发明内容为克服以上缺陷，本发明提供一种一锅法制备维生素E乙酸酯的生产方法，其以三甲基氢醌二乙酯在氢卤酸催化作用下与脂肪族醇发生酯交换反应得三甲基氢醌，三甲基氢醌不经分离纯化直接与异植物醇缩合脱水得DL- α -生育酚，然后DL- α -生育酚与醋酐发生酯化反应得维生素E乙酸酯。本发明的技术方案为一锅法制备维生素E乙酸酯的生产方法，所述生产方法包括以下步骤1)三甲基氢醌的制备取1. 0摩尔份的三甲基氢醌二乙酯，加入2-10摩尔份的脂肪族醇、0. 2-0. 8摩尔份的氢卤酸于反应瓶中，通入氮气保护，升温至60士5°C，保温反应 1.5-2h，反应完毕，减压回收溶剂，残留物即为三甲基氢醌；2) DL-α-生育酚的制备向上述所得残留物中加入卤化锌、冰醋酸、氢卤酸、锌粉，升温至60 士 5°C，滴加异植物醇，滴毕，继续于60 士 5 °C搅拌3-5h，静置分层，下层含催化剂和未反应原料的醋酸层经脱水后被重新循环套用至下一批次，上层生育酚层直接用于下一步酯化反应，其中，卤化锌与三甲基氢醌二乙酯的摩尔比为0.3-0. 5 1，冰醋酸与三甲基氢醌二乙酯的重量比为2-4 1，氢卤酸与三甲基氢醌二乙酯的摩尔比为0.2-0. 8 1， 锌粉与三甲基氢醌二乙酯的重量比为0.005-0. 015 1，异植物醇与三甲基氢醌二乙酯的摩尔比为0. 95-1. 15 1 ；3)维生素E乙酸酯的制备向上述所得生育酚层中加入锌粉、醋酸酐，升温至 120-1300C，反应2. 5-3h，反应完毕，减压精馏回收醋酸和醋酸酐，然后向残留物中加入石油醚，水，搅拌15-30min，静置分层，水层用石油醚提取两次，合并有机层，用水洗涤两次， 50-60°C减压浓缩，回收石油醚，浓缩毕，得维生素E乙酸酯，其中，锌粉与三甲基氢醌二乙酯的重量比为0.005-0. 015 1，醋酸酐与三甲基氢醌二乙酯的重量比为0.5-1 1。所述的脂肪族醇选用乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇中的一种。所述的氢卤酸为盐酸或氢溴酸。所述卤化锌为氯化锌或溴化锌。所述步骤2中的醋酸层经脱水后循环套用2次以上，循环套用时每次添加原始量 20-50 %的新鲜锌粉和氢卤酸补偿催化剂浓度；不用加卤化锌便可使用。所述步骤2中醋酸层的脱水操作为向醋酸层中加入所述步骤3中回收的醋酸酐， 调节醋酸层中的水分< 1.5%。所述的三甲基氢醌乙二酯按发明专利ZL99100672. 0《三甲基氢醌乙二酯和三甲基氢醌的制备方法》公开的制备方法制得。本发明合成路线如下
权利要求
1.一锅法制备维生素E乙酸酯的生产方法，其特征在于所述生产方法包括以下步骤1)、三甲基氢醌的制备取1.0摩尔份的三甲基氢醌二乙酯，加入2-10摩尔份的脂肪族醇、0. 2-0. 8摩尔份的氢卤酸于反应瓶中，通入氮气保护，升温至60士5°C，保温反应 1.5-2h，反应完毕，减压回收溶剂，残留物即为三甲基氢醌；2),DL-α-生育酚的制备向上述所得残留物中加入卤化锌、冰醋酸、氢卤酸、锌粉，升温至60士5°C，滴加异植物醇，滴毕，继续于60士5°C搅拌3- ，静置分层，下层含催化剂和未反应原料的醋酸层经脱水后被重新循环套用至下一批次，上层生育酚层直接用于下一步酯化反应，其中，卤化锌与三甲基氢醌二乙酯的摩尔比为0.3-0. 5 1，冰醋酸与三甲基氢醌二乙酯的重量比为2-4 1，氢卤酸与三甲基氢醌二乙酯的摩尔比为0.2-0. 8 1，锌粉与三甲基氢醌二乙酯的重量比为0.005-0. 015 1，异植物醇与三甲基氢醌二乙酯的摩尔比为 0. 95-1. 15 1 ；3)、维生素E乙酸酯的制备向上述所得生育酚层中加入锌粉、醋酸酐，升温至 120-130°C，反应2. 5-3h，反应完毕，减压精馏回收醋酸和醋酸酐，然后向残留物中加入石油醚，水，搅拌15-30min，静置分层，水层用石油醚提取两次，合并有机层，用水洗涤两次， 50-60°C减压浓缩，回收石油醚，浓缩毕，得维生素E乙酸酯，其中，锌粉与三甲基氢醌二乙酯的重量比为0.005-0. 015 1，醋酸酐与三甲基氢醌二乙酯的重量比为0.5-1 1。
2.根据权利要求1所述的一锅法制备维生素E乙酸酯的生产方法，其特征在于所述脂肪族醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的一锅法制备维生素E乙酸酯的生产方法，其特征在于所述氢卤酸为盐酸或氢溴酸。
4.根据权利要求1所述的一锅法制备维生素E乙酸酯的生产方法，其特征在于所述卤化锌为氯化锌或溴化锌。
5.根据权利要求1所述的一锅法制备维生素E乙酸酯的生产方法，其特征在于所述步骤2中的醋酸层经脱水后循环套用2次以上，循环套用时每次添加原始量20-50 %的新鲜锌粉和氢卤酸补偿催化剂浓度。
6.根据权利要求1所述的一锅法制备维生素E乙酸酯的生产方法，其特征在于所述步骤2中醋酸层的脱水操作为向醋酸层中加入所述步骤3中回收的醋酸酐，调节醋酸层中的水分彡1. 5%。
全文摘要
本发明公开了一种一锅法制备维生素E乙酸酯的生产方法，其以三甲基氢醌二乙酯为原料一锅法经三甲基氢醌制备维生素E乙酸酯，该方法是三甲基氢醌二乙酯在氢卤酸催化作用下与脂肪族醇发生酯交换反应得三甲基氢醌，三甲基氢醌不经分离纯化直接与异植物醇缩合脱水得DL-α-生育酚，然后DL-α-生育酚与醋酐发生酯化反应得维生素E乙酸酯，该生产方法中的催化剂可循环套用。本发明操作简便，生产难度小，制造成本低，以非常简单而又对环境友好的方式高收率和高纯度地制备维生素E乙酸酯，适合大规模工业化生产。
文档编号C07D311/72GK102336732SQ20111019879
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者张发香, 张颖, 李虎, 翁城武 申请人:福建省福抗药业股份有限公司