維生素E新工藝的研究

俞一烽 (浙江新和成股份有限公司 浙江 紹興 312500)

一、文獻綜述

維生素E是維生素家族中產(chǎn)量最大的種類之一，廣泛用于食品、化妝品、飼料等領(lǐng)域，傳統(tǒng)的維生素E乙酸酯的合成主要是采用三甲基氫醌與異植物醇進行縮合得到生育酚，再用醋酐酯化得到維生素E乙酸酯[1][2]，化學(xué)合成維生素E近幾年一直在持續(xù)發(fā)展新的技術(shù)。

（一）研究意義

維生素E是生育酚類化合物的總稱 ,外觀呈金黃色或淡黃色粘稠油狀液體,具有溫和特殊的氣味 ,遇空氣及光易發(fā)生氧化而變成暗紅色 ,可與丙酮、乙醚或植物油混溶 ,幾乎不溶于水 ,為脂溶性抗氧劑,VE不僅是一種常用的藥品兼營養(yǎng)保健品,在其他領(lǐng)域也有許多重要的用途。

（二）研究現(xiàn)狀

近年來，我國合成ve的兩種關(guān)鍵的原料三甲基氫醌和異植物醇的生產(chǎn)技術(shù)取得了一定的突破，使合成ve得以迅速發(fā)展。但是由于合成ve市場需求較大，目前三甲基氫醌和異植物醇的技術(shù)、產(chǎn)量和規(guī)模遠遠不能滿足規(guī)模生產(chǎn)ve的需求，因此加速發(fā)展合成ve的中間體三甲基氫醌和異植物醇，就成為我國合成ve產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵；本文采用三甲基氫醌二乙酸酯與異植物醇進行酰化反應(yīng)，一步法得到維生素E乙酸酯，加入石油醚萃取分去催化劑層，加入甲醇水洗滌，即得到維生素E乙酸酯，本文通過對酰化反應(yīng)催化劑的選擇，反應(yīng)溫度的控制及滴加時間控制，反應(yīng)收率達到95%左右。

實驗

1.1 試劑與儀器

試劑：異植物醇、三甲基氫醌二乙酸酯、乙酸、石油醚、甲基磺酸、三氟甲磺酸、酸性樹脂、甲醇

儀器：玻璃儀器若干、GS12-2電子恒速攪拌器、SHZ-D水環(huán)式真空泵、SENCO R系列旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、定時恒溫磁力攪拌器、2XZ-4型旋片式真空泵、9790氣相色譜儀、YP202N電子天平。

1.2 酰化反應(yīng)式如下：

異植物醇+三甲基氫醌二乙酸酯 VE

1.3 實驗過程

向500ml三口燒瓶中加入30g三甲基氫醌二乙酸酯，60ml乙酸溶解，在攪拌下加入催化劑，于5分鐘升溫至65～75℃后保溫滴加異植物醇38.2g（98%），控制滴加時間4～6小時，反應(yīng)畢，冷卻，加入200ml石油醚分層，油層用60%甲醇水溶液100ml洗滌兩遍，然后減壓脫溶得產(chǎn)品。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑對反應(yīng)的影響

使用不同的催化劑對酰化反應(yīng)進行了實驗，結(jié)果如下：

使用甲磺酸催化劑收率是88.3%，三氟甲磺酸催化劑收率95%，酸性樹脂NR50催化劑收率95.5%

從上述結(jié)果可知，反應(yīng)使用酸性樹脂NR50做催化劑，效果最好，但價格昂貴，不利于工業(yè)化生產(chǎn)；采用甲磺酸作為催化劑，收率和產(chǎn)品含量都很難達到要求，不予采用；采用三氟甲磺酸作為催化劑使用，收率及產(chǎn)品含量都達到較高水平，且成本較為合理。綜合考慮，采用三氟甲磺酸作為酰化反應(yīng)催化劑。

2.2 反應(yīng)工藝條件的優(yōu)化

2.2.1 反應(yīng)溫度、催化劑量、滴加時間對反應(yīng)的影響

以溫度、催化劑量、時間作為反應(yīng)因素，選定三種水平，以30g三甲基氫醌二乙酸酯為基準(zhǔn)投料進行正交實驗，結(jié)果如下：

① 在溫度65℃，催化劑4.5 g，滴加時間 4小時，收率90.89%；② 在溫度65℃，催化劑3 g，滴加時間5小時，收率92.91%；③ 在溫度65℃，催化劑1.5 g，滴加時間6小時，收率95.11%；④ 在溫度70℃，催化劑4.5 g，滴加時間6小時，收率90.99%；⑤ 在溫度70℃，催化劑3 g，滴加時間5小時，收率92.00%；⑥ 在溫度70℃，催化劑1.5 g，滴加時間4小時，收率91.24%；⑦ 在溫度75℃，催化劑4.5 g，滴加時間5小時，收率86.36%；⑧ 在溫度75℃，催化劑3g，滴加時間4小時，收率87.99%；⑨ 在溫度75℃，催化劑1.5 g，滴加時間6小時，收率90.53%；

本輪正交實驗得出的影響因素：溫度的影響最大、催化劑量其次、滴加時間最小。

本輪正交實驗得出的最優(yōu)條件：溫度65℃、催化劑量1.5g、滴加時間6.0小時。

總結(jié)正交實驗得出：通過對酰化反應(yīng)催化劑的選擇，反應(yīng)溫度的控制及滴加時間控制，反應(yīng)收率達到95.11%。

2.2.2 反應(yīng)用溶劑及溶劑量對反應(yīng)的影響

由于溶劑、及溶劑用量對反應(yīng)的影響尚未考察[3]，因此設(shè)計如下反應(yīng)條件做實驗以作對比（30g三甲基氫醌二乙酸酯、溫度65℃、催化劑用量、滴加時間6.0小時）：

1. 乙酸：30ml、60ml、90ml ； 2. 丙 酸 ：30ml、60ml、90ml ； 3.乙酸+石油醚：30+20ml、60+60ml、30+60ml； 4. 乙酸+正己烷：30+20ml、60+60ml、30+60ml

實驗結(jié)果如下：

實驗號 1純品量 （g）：56.6412、56.7952、56.7336； 實驗號 2純品量 （g）：54.9626、 54.9915、55.2034； 實驗號 3 純品量（g）：56.6397、 56.608、 56.823； 實 驗 號 4 純 品 量 （g）：56.7645、56.7942、56.764

由實驗結(jié)果可知，選用乙酸實驗號4做溶劑效果較好，采用丙酸效果較差，且乙酸的量為60g最為合適。采用混合溶劑進行試驗，可以看出產(chǎn)品的含量明顯提高，但收率影響不大，考慮實際生產(chǎn)中反應(yīng)釜的容積率，故不采用混合溶劑進行反應(yīng)。

3 結(jié)論

三甲基氫醌二乙酸酯與異植物醇酰化反應(yīng)得到維生素E乙酸酯的最佳反應(yīng)條件為：

反應(yīng)溫度65℃、催化劑量：三甲基氫醌二乙酸酯量為1：20、時間6.0小時，采用乙酸作為最佳溶劑，溶劑量：三甲基氫醌二乙酸酯量為 2：1。

該工藝條件優(yōu)于目前國內(nèi)使用的反應(yīng)條件。

[1]Helv.Chim.Acta，30，1911(1997)

[2]維生素E工業(yè)合成的進展

[3]Indian Journal of Chemistry，Vol 30B，january 1991，pp59～62

[4]《溶劑手冊》（第二版），程能林主編，化學(xué)工業(yè)出版社出版

[5]陳文偉.烏桕籽油制備生物柴油的研究[D].南昌：南昌大學(xué)，2006.