專利名稱：一種α-生育酚乙酸酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備α -生育酚乙酸酯的方法。
背景技術(shù)：
維生素E又名生育酚，具有抗氧化的作用，它對人體的生殖功能、脂質(zhì)代謝都有重要影響，維生素E缺乏將引起相關(guān)疾病。其中，α-生育酚是自然界中分布較廣泛、活性最高的維生素E的一種形式。由于僅靠天然α-生育酚還遠(yuǎn)不能滿足需要，故有相當(dāng)一部分通過人工合成；且在大多數(shù)情況下還要將其酯化，以制成更穩(wěn)定、抗氧化性更強(qiáng)的α -生育酚乙酸酯。現(xiàn)有的人工合成方法是，在縮合劑的催化作用下，讓三甲基氫醌(C9H12O2)和異植物醇(C2tlH4tlO)進(jìn)行縮合反應(yīng)以先制得粗品，然后將粗品酯化而得到成品α -生育酚乙酸酯。 現(xiàn)有技術(shù)中讓三甲基氫醌和異植物醇進(jìn)行縮合反應(yīng)的催化劑很多，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的有溴化鋅、氯化鋅或三氯化鐵等路易斯酸。這些催化劑具有反應(yīng)條件溫和的優(yōu)點(diǎn)；但卻存在催化劑用量較大(以三甲基氫醌為準(zhǔn)，用質(zhì)量相比，這些催化劑催化劑的用量是三甲基氫醌的1 1. 2倍)，催化劑的回收比較困難，對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，環(huán)境污染比較大之不足。將催化劑改用三氟化硼之后，能夠克服上述催化劑的部分不足，然而，三氟化硼對設(shè)備仍然有較強(qiáng)的腐蝕作用，且在對產(chǎn)品提純的要求較高、較嚴(yán)格，否則，殘存的三氟化硼將對產(chǎn)品帶來毒副作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種催化劑使用量較少、且易于回收套用，能降低催化劑對生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕程度，對環(huán)境污染較小，且不會給產(chǎn)品帶來毒副作用的α -生育酚乙酸酯的制備方法。為實現(xiàn)所述發(fā)明目的，提供這樣一種α-生育酚乙酸酯的制備方法，它與現(xiàn)有技術(shù)相同的方面是，該方法是用催化劑促使原料三甲基氫醌和異植物醇進(jìn)行縮合反應(yīng)的方法，其改進(jìn)之處是，所述催化劑為濃硫酸和胺類離子液體，其中的胺類離子液體為ι-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽或1-乙基-3-甲基咪唑啉雙(三氟甲基磺?；?亞胺；該方法步驟如下
(1)在0°C及攪拌狀態(tài)下，將濃硫酸緩慢加入乙酸C2^4烷酯中，以制備反應(yīng)溶劑；其中， 乙酸(2 4烷酯的純度均為99. 5%;加入濃硫酸的量與所述反應(yīng)溶劑總量的容積比為0. 2 0. 3 5 ；
(2)將三甲基氫醌溶解于步驟(1)的反應(yīng)溶劑中；待三甲基氫醌完全溶解后，再加入胺類離子液體，并充分混合；其中，三甲基氫醌反應(yīng)溶劑=Ig 20mL，胺類離子液體的質(zhì)量為三甲基氫醌質(zhì)量的0. 5 0. 8倍；
(3)將異植物醇緩慢加入步驟(2)所得混合液中，2小時滴加完成；其中，異植物醇與三甲基氫醌的質(zhì)量比為2 2. 5 ；此后將溫度從0°C升至40 70°C，并在保溫狀態(tài)反應(yīng)三個小時；(4)將步驟(3)的所得混合液降低到常溫下后靜置、分層，然后將下層液體分出待處理； 上層液體經(jīng)減壓蒸餾后，加入石油醚；又靜置、分層后，再將上層石油醚相減壓蒸餾以蒸出石油醚，并得含α -生育酚粗品的溶液；
(5)在步驟(4)所得溶液中依次加入硼氫化鈉、堿金屬乙酸鹽、乙酸酐，然后將溫度從常溫升高到110 140°C，并在保溫狀態(tài)反應(yīng)三個小時，以得α -生育酚乙酸酯的混合液； 其中，以三甲基氫醌為參照，每Ig三甲基氫醌配加硼氫化鈉0. 1 0. 2g，堿金屬乙酸鹽 0. 01 0. 02g,乙酸酐2 3g ；所述堿金屬乙酸鹽為無水乙酸鈉或無水乙酸鉀；
在步驟(1)至步驟(5)的過程，均在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下進(jìn)行；
(6)將步驟(5)最后所得的混合液，進(jìn)行分離、提純，得到α-生育酚乙酸酯。從方案中可以看出，本發(fā)明采用濃硫酸和胺類離子液體的催化劑體系，與現(xiàn)有技術(shù)中用溴化鋅、氯化鋅或三氯化鐵作催化劑的技術(shù)相比較，催化劑其用量較少；加之沒有采用上述現(xiàn)有催化劑和三氟化硼等的原因，本發(fā)明對反應(yīng)器腐蝕程度也極大地減小了 ；由于廢水中已經(jīng)沒有了氯離子、鐵離子或鋅離子等，且由于胺類離子液體具有無味、不燃，其蒸汽壓極低，可減少因揮發(fā)降低對環(huán)境的污染，對廢水處理的費(fèi)用也大大降低。尤其是沒有用三氟化硼，給產(chǎn)品帶來毒副作用的可能也不存在。另外，由于在回收胺類離子液體時，僅僅只采用減壓蒸餾的簡單工藝即可，所以，本發(fā)明還具備回收容易，能方便循環(huán)套用胺類離子液體的優(yōu)點(diǎn)。簡言之，本發(fā)明具備催化劑使用量較少、且易于回收套用，能降低催化劑對生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕程度，對環(huán)境污染較小，且不會給產(chǎn)品帶來毒副作用的α-生育酚乙酸酯的制備方法。下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
具體實施例方式—種α-生育酚乙酸酯的制備方法，該方法是用催化劑促使原料三甲基氫醌和異植物醇進(jìn)行縮合反應(yīng)的方法，本發(fā)明中，所述催化劑為濃硫酸^2SO4)和胺類離子液體， 其中的胺類離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽([aiiim] Tf2N)或1-乙基-3-甲基咪唑啉雙(三氟甲基磺?；?亞胺(C6H11N2 · C2F6NO4S2)；該方法步驟如下
(1)在0°C及攪拌狀態(tài)下，將濃硫酸緩慢加入乙酸C2^4烷酯中，以制備反應(yīng)溶劑；其中， 乙酸(2 4烷酯的純度均為99. 5%;加入濃硫酸的量與所述反應(yīng)溶劑總量的容積比為0. 2 0. 3 5 ；
本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，濃硫酸的濃度為18.4mol/L (或質(zhì)量濃度98%)。將濃硫酸先與乙酸(2 4烷酯充分混合，且是在0°C及攪拌下緩慢加入濃硫酸，能夠減少濃硫酸引起的局部碳化的現(xiàn)象，從而保證產(chǎn)品的色度。故，所述“緩慢”的速率或加完濃硫酸的時間，應(yīng)當(dāng)以滿足實際產(chǎn)品的色度要求為準(zhǔn)。在本步驟(1)中，乙酸C2一烷酯包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯或乙酸異丁酯5種乙酸酯，它們在反應(yīng)體系中均起溶解三甲基氫醌的作用。選用這幾種乙酸酯作為溶劑，是因為它們對三甲基氫醌具有較好的溶解效果，同時毒性很低。(2)將三甲基氫醌溶解于步驟(1)的反應(yīng)溶劑中；待三甲基氫醌完全溶解后，再加入胺類離子液體，并充分混合；其中，三甲基氫醌反應(yīng)溶劑=Ig 20mL，胺類離子液體的質(zhì)量為三甲基氫醌質(zhì)量的0. 5 0. 8倍；(3)將異植物醇緩慢加入步驟(2)所得混合液中，2小時滴加完成；其中，異植物醇與三甲基氫醌的質(zhì)量比為2 2. 5 ；此后將溫度從0°C升至40 70°C，并在保溫狀態(tài)反應(yīng)三個小時(本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，在升溫過程中，應(yīng)當(dāng)保證反應(yīng)正常進(jìn)行、并取得最佳效果。例如，要避免升溫過快而導(dǎo)致的副產(chǎn)物生成和/或局部溫度升高而引起產(chǎn)品碳化嚴(yán)重等—— 下同。本步驟的升溫速度在10°C/min左右為宜)；
(4)將步驟(3)的所得混合液降低到常溫下后靜置、分層，然后將下層液體分出待處理 (另外處理該下層液體的方法是，將其減壓蒸餾，待蒸餾其中的出水分后，剩余的即為胺類離子液體，然后可將胺類離子液體循環(huán)套用)；上層液體經(jīng)減壓蒸餾后，加入石油醚(加入石油醚的目的是為提取生成的α-生育酚，因此應(yīng)以提取完全為衡量標(biāo)準(zhǔn)。石油醚最好分次加入，上一次加入后，靜置、分液，向下層溶液再加入石油醚，再靜置、分液，將所有石油醚相合并，直至上次石油醚相澄清，本例中，以三甲基氫醌為準(zhǔn)，Ig三甲基氫醌加入石油醚的量為16mL，分四次加入)；又靜置、分層后，再將上層石油醚相減壓蒸餾以蒸出石油醚，并得含 α-生育酚粗品的溶液；
(5)在步驟(4)所得溶液中依次加入硼氫化鈉(NaBH4)、堿金屬乙酸鹽、乙酸酐 [(CH3CO)2O],然后將溫度從常溫升高到110 140°C (升溫速度在10°C /min左右)，并在保溫狀態(tài)反應(yīng)三個小時，以得α -生育酚乙酸酯的混合液；其中，以三甲基氫醌為參照，每Ig 三甲基氫醌配加硼氫化鈉0. 1 0. 2g，堿金屬乙酸鹽0.01 0. 02g，乙酸酐2 3g;堿金屬乙酸鹽為無水乙酸鈉、或無水乙酸鉀；
在步驟(1)至步驟(5)的過程，均在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下進(jìn)行；
(6)將步驟(5)最后所得的混合液，進(jìn)行分離、提純，得到α-生育酚乙酸酯。披露至此，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，結(jié)合對本發(fā)明優(yōu)越性的理解，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明了。步驟(6)所述的“分離、提純”也可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法來實施。為幫助水平比本領(lǐng)域技術(shù)人員低一些的技術(shù)人員也能夠?qū)嵤┧觥胺蛛x、提純”。再將在本具體實施方式
中，步驟(6)的分離、提純過程的步驟披露如下
(6-1)將步驟(5)最后所得的混合液進(jìn)行減壓蒸餾，以回收乙酸酐； (6-2)在回收了乙酸酐后的混合液中加入石油醚[此時石油醚的加入目的與步驟(4)相同，為提取生育酚乙酸酯，操作方式相同，此次加入量為Ig三甲基氫醌加入石油醚為18mL， 分四次加入]進(jìn)行萃取，靜置、分層后，將其將其下層作為棄除的待處理廢液；
(6-3)在步驟(6-2)所得原上層石油醚相中，加入水與甲醇(CH3OH)的容積比為1:3的甲醇溶液進(jìn)行洗滌，然后靜置、分層，并將下層甲醇洗滌液收集起來以待回收甲醇(用減壓蒸餾方式回收)；
(6-4)在步驟(6-3)所得原上層石油醚相中，入石灰水洗滌，直至洗出液pH=7后靜置、 分層；下層洗滌液作為廢水待處理；
(6-5)將步驟(6-4)所得原上層石油醚相進(jìn)行減壓蒸餾，在回收石油醚的同時，即得到 α-生育酚乙酸酯。本發(fā)明通過了實驗室驗證，驗證結(jié)果分別見“催化劑為濃貼04和[aiiim]Tf2N的驗證表”和“催化劑為濃H2SO4和C6H11N2 · C2F6NO4S2的驗證表”。驗證時各例所用三甲基氫醌均取2. 5g，乙酸C2^4烷酯為乙酸乙酯，其余原料、溶劑、化學(xué)藥品等均根據(jù)具體實施方式
各步驟中的配比選用。驗證表中省略寫單一固定配比的原料、溶劑、化學(xué)藥品——例如，根據(jù)步驟(2)中的三甲基氫醌反應(yīng)溶劑=Ig 20mL, 其反應(yīng)溶劑的總量為50 mL就省略寫了 ；而僅僅寫出配比有數(shù)值范圍的原料、化學(xué)藥品。另外，還隨機(jī)選擇了驗證表中第2例、第8例，除加入的胺類離子液體為循環(huán)套用的之外，其余原料、溶劑、化學(xué)藥品的配比等均相同地重復(fù)試驗了四次，以驗證循環(huán)套用回收的胺類離子液體對效果的影響。各例試驗結(jié)束后，用氣相色譜儀(型號為GC1100)檢測生成的α -生育酚乙酸酯，并根據(jù)原料三甲基氫醌和異植物醇的用量計算α-生育酚乙酸酯的產(chǎn)率；純度則根據(jù) α -生育酚乙酸酯的檢出量與實際得到維生素E乙酸酯的產(chǎn)量，經(jīng)相比較后計算出來的。催化劑為濃和[anim] Tf2N的驗證表
權(quán)利要求
1.一種α-生育酚乙酸酯的制備方法，該方法是用催化劑促使原料三甲基氫醌和異植物醇進(jìn)行縮合反應(yīng)的方法，其特征在于，所述催化劑為濃硫酸和胺類離子液體，其中的胺類離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽或1-乙基-3-甲基咪唑啉雙(三氟甲基磺酰基)亞胺；該方法步驟如下(1)在0°C及攪拌狀態(tài)下，將濃硫酸緩慢加入乙酸C2^4烷酯中，以制備反應(yīng)溶劑；其中， 乙酸(2 4烷酯的純度均為99. 5%;加入濃硫酸的量與所述反應(yīng)溶劑總量的容積比為0. 2 0. 3 5 ；(2)將三甲基氫醌溶解于步驟(1)的所述反應(yīng)溶劑中；待三甲基氫醌完全溶解后，再加入所述胺類離子液體，并充分混合；其中，三甲基氫醌所述反應(yīng)溶劑=Ig 20mL，所述胺類離子液體的質(zhì)量為三甲基氫醌質(zhì)量的0. 5 0. 8倍；(3)將異植物醇緩慢加入步驟(2)所得混合液中，2小時滴加完成；其中，異植物醇與三甲基氫醌的質(zhì)量比為2 2. 5 ；此后將溫度從0°C升至40 70°C，并在保溫狀態(tài)反應(yīng)三個小時；(4)將步驟(3)的所得混合液降低到常溫下后靜置、分層，然后將下層液體分出待處理; 上層液體經(jīng)減壓蒸餾后，加入石油醚；又靜置、分層后，再將上層石油醚相減壓蒸餾以蒸出石油醚，并得含α -生育酚粗品的溶液；(5)在步驟(4)所得溶液中依次加入硼氫化鈉、堿金屬乙酸鹽、乙酸酐，然后將溫度從常溫升高到110 140°C，并在保溫狀態(tài)反應(yīng)三個小時，以得α -生育酚乙酸酯的混合液；其中，以所述三甲基氫醌為參照，每Ig三甲基氫醌配加硼氫化鈉0. 1 0. 2g，堿金屬乙酸鹽 0. 01 0. 02g,乙酸酐2 3g ；所述堿金屬乙酸鹽為無水乙酸鈉或無水乙酸鉀；在所述步驟(1)至步驟(5)的過程，均在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下進(jìn)行；(6)將步驟(5)最后所得的混合液，進(jìn)行分離、提純，得到α-生育酚乙酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述α-生育酚乙酸酯的制備方法，其特征在于，步驟(6)所述的分離、提純過程有如下步驟(6-1)將步驟(5)最后所得的混合液進(jìn)行減壓蒸餾，以回收乙酸酐；(6-2)在回收了乙酸酐后的混合液中加入石油醚進(jìn)行萃取，靜置、分層后，將其將其下層作為棄除的待處理廢液；(6-3)在步驟(6-2)所得原上層石油醚相中，加入水與甲醇的容積比為1:3的甲醇溶液進(jìn)行洗滌，然后靜置、分層，并將下層甲醇洗滌液收集起來以待回收甲醇；(6-4)在步驟(6-3)所得原上層石油醚相中，入石灰水洗滌，直至洗出液ρΗ=7后靜置、 分層；下層洗滌液作為廢水待處理；(6-5)將步驟(6-4)所得原上層石油醚相進(jìn)行減壓蒸餾，在回收石油醚的同時，得到 α-生育酚乙酸酯。全文摘要
一種α-生育酚乙酸酯的制備方法，該方法是原料三甲基氫醌和異植物醇進(jìn)行縮合反應(yīng)的方法，本發(fā)明的催化劑為濃硫酸和1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽、或濃硫酸和1-乙基-3-甲基咪唑啉雙(三氟甲基磺?；?亞胺。本發(fā)明方法包括先進(jìn)行縮合反應(yīng)制備α--生育酚粗品，再對其進(jìn)行酯化兩大步驟。本發(fā)明可大幅度減少生產(chǎn)過程中催化劑的加入量，簡化催化劑的回收利用操作程序，同時反映體系中的物質(zhì)對反應(yīng)器的腐蝕性低，避免產(chǎn)生含有鹵離子、鋅離子、鐵離子廢水的產(chǎn)生，生產(chǎn)條件溫和，催化劑套用率高，因此本發(fā)明具有綜合成本顯著降低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C07D311/72GK102285955SQ20111027146
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者劉仁龍, 劉作華, 吳春霞, 孫大貴, 孫瑞祥, 左趙宏, 李澤全, 杜軍, 范興, 謝昭明, 陶長元 申請人:重慶大學(xué)