CN101245038B - 一种维生素k3的生产方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本发明涉及一种维生素K3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。
背景技术
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-1，4-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-1，4-萘醌(kg)∶亚硫酸氢钠(kg)∶乙醇(kg)∶水(kg)＝1∶0.7∶4∶1
将2-甲基-1，4-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℃，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1/2量的乙醇，搅拌30分钟，冷却结晶至10℃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℃以下溶解，趁热过滤，溶液冷至10℃以下，结晶，过滤，结晶用少量乙醇洗涤，于70℃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-1，4-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K3的生产方法，采用一种新的溶剂体系，可有效地缩短反应时间、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，其方法步骤如下：
(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。
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℃，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1∶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-1，4-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。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K3的生产方法，优选的：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℃，反应时间为120～180分钟；所述的步骤(2)中，冷冻后保温结晶30～120分钟；所述步骤(3)中加热温度为60-80℃，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℃。
上述本发明维生素K3的生产方法，优选的：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％。
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，明显缩短了反应时间，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，由此进一步提高了收率。
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％。
附图说明
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1
1000L反应釜中投溶剂水500L、2-甲基-1，4-萘醌折纯250kg、亚硫酸氢钠225kg，开机搅拌，升温至40～50℃，反应120分钟，加料至加成结晶釜，冷冻至10℃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℃，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10℃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℃干燥，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2
1000L反应釜中投上批加成反应母液550L、2-甲基-1，4-萘醌折纯220kg、亚硫酸氢钠195kg，开机搅拌，升温至45℃，反应120分钟，加料至加成结晶釜，冷冻至10℃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70℃，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10℃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℃干燥，得MSB产品274kg，收率65.0％，产品纯度≥50％(以2-甲基-1，4-萘醌计)。
实施例3
2000L反应釜中投入烟酰胺255kg、35％盐酸215kg，开机搅拌，25℃保温反应30分钟，投入MSB加成反应母液(折合MSB550g)700L，25℃保温反应120分钟。加料至结晶釜，冷冻至℃以下，保温结晶120分钟，离心分离，水洗结晶三次，50℃干燥，得MNB 570kg，收率91.0％，产品纯度≥50％(以2-甲基-1，4-萘醌计)。
Claims (7)
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；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；
(4)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。
2.如权利要求1所述的维生素K3的生产方法，其特征在于：所述步骤(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℃，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1∶1.20～1.25∶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：所述的2-甲基-1，4-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1或2所述的维生素K3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1或2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。
6.如权利要求1所述的维生素K3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℃，反应时间为120～180分钟；所述的步骤(2)中，冷冻后保温结晶30～120分钟；所述步骤(3)中加热温度为60-80℃，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℃。
7.如权利要求1所述的维生素K3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％。
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