CN105801551B - 一种维生素e醋酸酯的清洁生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种维生素E醋酸酯的清洁生产方法，包括：(1)在DMAP的催化下，生育酚与醋酐在溶剂存在的条件下进行酯化反应，反应完全后蒸除溶剂，然后加酸调节pH至5～7，再加水洗涤后分层得水层和有机层；(2)将有机层进行蒸馏，得到馏出液和粗油，所述的粗油经过进一步的精制得到维生素E醋酸酯成品。该清洁生产方法提高了反应的收率，降低了催化剂的使用量，更重要的是明显地降低了废水的排放量。

Description

一种维生素E醋酸酯的清洁生产方法

技术领域

本发明属于维生素生产领域，具体涉及一种维生素E醋酸酯的清洁生产方法。

背景技术

维生素E具有抗衰老，提高免疫力的作用，对心脑血管疾病有辅助治疗作用，在制药行业、保健品行业、食品行业和化妆品行业得到了广泛的应用。维生素E最主要的商品化形式是维生素E醋酸酯(一般指α-生育酚乙酸酯)，工业上维生素E醋酸酯一般先通过三甲基氢醌和异植物醇、植醇或其衍生物的缩合得到生育酚，然后生育酚再与乙酸酐进行酯化反应得到维生素E醋酸酯。

在美国专利US2723278中，J.D.Surmatis等描述和列举了α-生育酚乙酸酯的合成，通过在无催化剂的条件下用过量的乙酸酐酯化α-生育酚。在3-5个小时的回流条件下形成产物“dl-α-生育酚乙酸酯”，该专利中并未给出收率。

此反应也可以以吡啶作为催化剂来进行，在室温下反应三天后，得到收率96％的α-生育酚醋酸酯，如N.Cohen等在Helv.Chim.Acta.64.1158-1172(1981)中的第1172页所报道的。反应温度较高，维生素E醋酸酯作为一种热敏性的物料，温度较高对产品的质量存在不良影响。

在中国专利说明书200480011278.3中，维尔纳.邦拉蒂等描述了一种采用固体非均相布朗斯特酸催化剂对生育酚进行酯化的反应，对纯的生育酚进行酯化反应，反应温度在200℃左右，最终收率在97-98％之间。反应温度依旧较高。

公开号为CN 1268330C的中国专利公开了一种药品级天然维生素E原油的生产工艺，该生产工艺以吡啶作为催化剂，以浓磷酸作为脱水剂，使α-生育酚与醋酸进行酯化反应。该生产工艺的反应温度较低，然而反应收率不够高，并且该制备工艺中吡啶用量较大，操作过程中吡啶挥发到空气中，由于吡啶的气味和毒性较大，会对操作者的健康带来不利的影响；更重要的是，反应完全后，需要通过大量净水洗涤除去吡啶，产生大量的含吡啶废水(每得到1公斤的产品，需要产生至少10公斤的含吡啶废水)，由于吡啶的极性较大，难以通过有效地方法除去，并且吡啶在有机溶剂和水中都有较大的溶解度，会将部分有机物带到洗涤水中，增加了洗涤废水的处理困难，对环境造成较大的影响。因此，如果能够开发出一种适合工业化生产，并且能够减少吡啶的不利影响的维生素E醋酸酯生产方法具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种维生素E醋酸酯的清洁生产方法，该清洁生产方法适合工业化大生产，在降低反应温度和保证反应收率的前提下，从根本上解决了现有工业生产中的含吡啶废水难处理的问题。

一种维生素E醋酸酯的清洁生产方法，包括如下步骤：

(1)在DMAP的催化下，生育酚与醋酐在溶剂存在的条件下进行酯化反应，反应完全后蒸除溶剂，然后加酸调节pH至5～7，再加水洗涤后分层得水层和有机层；

所述的生育酚包括生育酚纯品、2,3,5-三甲基氢醌和异植物醇缩合所得的反应液或者2,3,5-三甲基氢醌二乙酯和异植物醇缩合所得的反应液；

(2)将步骤(1)得到的有机层进行蒸馏，得到馏出液和粗油，所述的粗油经过进一步的精制得到维生素E醋酸酯成品。

本发明中，采用DMAP(4-二甲氨基吡啶)作为催化剂催化生育酚和醋酐的反应，在反应温度降低的同时，提高了反应的收率；而且更重要的是，采用DMAP作为催化剂，反应结束后加酸使催化剂成盐，然后再采用少量的水就能从体系中将催化剂提取出来，提取过程中基本上不会将其他的有机物带入水层中，因此经过浓缩等步骤即可将DMAP进行回收，整个反应的后处理过程更加环保和简单。

DMAP对生育酚和醋酐的酯化反应的催化效率较高，催化剂的用量较少，作为优选，步骤(1)中，所述的DMAP的用量为所述反应物摩尔量的0.2-1.5％。作为进一步的优选，所述的DMAP的用量为所述反应物摩尔量的0.2-0.5％。

本发明中，所用的反应物不仅可以为纯的生育酚，还可以为生育酚和维生素E醋酸酯混合物，或者生育酚和维生素E醋酸酯加部分对反应无害的杂质的混合物等，反应物的中生育酚的含量基本上无特别严格的要求。

作为优选，步骤(1)中，所述的醋酐与反应物中的生育酚的摩尔比为1-3：1。当醋酐的用量为过量的时候，生育酚的转化效率更高，过量的酸酐或者分解的乙酸可以随着反应溶剂返回反应体系中重新进行套用。作为进一步的优选，所述的醋酐与反应物中的生育酚的摩尔比为1.5-2：1。

本发明中，不同的反应溶剂对反应的影响较大，作为优选，所用的溶剂为烃类溶剂；作为进一步的优选，所用的溶剂为直链烃、芳香烃中的至少一种；作为更进一步的优选，步骤(1)中，所述的溶剂为正己烷和/或甲苯。采用甲苯时，反应收率最高，而且便于后处理的进行。

作为优选，反应温度为45-85℃；作为进一步的优选，反应温度为55-70℃。

作为优选，步骤(1)中，所述的酸为盐酸，质量百分比浓度为35～37％。采用盐酸时，成本较低，而且得到DMAP盐酸盐容易被萃取出来。

采用本发明的方法得到的水层中DMAP盐酸盐的含量较高，其他有机物含量较少，作为优选，步骤(1)得到的水层经过处理之后回收DMAP。例如，该处理过程具体可以为：先将水层用碱液调pH至弱碱性，然后用有机溶剂如甲苯萃取，得到的有机相蒸馏回收溶剂后得到DMAP，经过萃取后的水层COD较低，基本上可以直接排放。

作为优选，步骤(2)得到的馏出液作为反应物用于合成生育酚的缩合反应。

步骤(2)的精制为精馏。

同现有技术相比，本发明通过采用DMAP代替吡啶作为催化剂，降低了反应温度，提高了反应收率，更重要的是，消除了大量含吡啶的高污染废水的排放，对环境更加友好。

具体实施方式

实施例1

向7500kg缩合反应液(生育酚的质量百分比浓度为33.0％，维生素E醋酸酯的质量百分比浓度为27.0％，还含有少量的2,3,5-三甲基氢醌二乙酯与异植物醇，溶剂为甲苯)中，加入1000kg醋酐和3.5kgDMAP进行酯化反应，反应温度为50～65℃，反应时间为4～5h，反应液中残留生育酚为0.2％，减压回收溶剂(甲苯、醋酸、醋酐)，向蒸除溶剂后的残留物中加入35％的盐酸调节pH至6～7，再加入200kg热水，搅拌溶解，分层得到的下层水层浓缩后集中处理，经检测基本不含有生育酚或者维生素E醋酸酯，主要为DMAP盐酸盐。上层液经500kg热水二次水洗后检测基本不含有DMAP，进一步脱除甲苯，回收的甲苯套用至合成生育酚的缩合反应工序。经脱除甲苯的VE粗油，经精馏得到4880kg含量为96.0％的维生素E醋酸酯，生育酚残留量为0.45％。按维生素E醋酸酯的收率计算，收率为98.81％，维生素E醋酸酯产品外观透明，清亮，产品经HPLC检测后与标准品保留时间一致。

其中，缩合反应液由2,3,5-三甲基氢醌二乙酯与异植物醇，在催化剂和甲苯存在的条件下，经过缩合反应后，上层加入甲苯萃取，除去下层催化剂，上层即为缩合反应液。

实施例2

向4650kg生育酚(含量为97.0％)中，加入4650kg甲苯、1700kg醋酐和6.6kgDMAP进行酯化反应，反应温度为65℃，反应时间为5h，检测反应液中残留生育酚为0.09％，减压回收溶剂(甲苯、醋酸、醋酐)，向蒸除溶剂后的残留物中加入35％的盐酸调节pH至6～7，再加入200kg热水，搅拌溶解，分层得到的下层水层浓缩后集中处理，经检测基本不含有生育酚或者维生素E醋酸酯，主要为DMAP盐酸盐。上层液经500kg热水二次水洗后进一步脱除甲苯，回收的甲苯套用至合成生育酚的缩合反应工序。经脱除甲苯的VE粗油，经精馏得到5148kg含量为98.5％的维生素E醋酸酯，生育酚残留量为0.44％。按维生素E醋酸酯的收率计算，收率为99.37％，维生素E醋酸酯产品外观透明，清亮，产品经HPLC检测后与标准品保留时间一致。

实施例3

向4650kg生育酚(含量为97.0％)中，加入4650kg庚烷、1700kg醋酐和6.6kgDMAP进行酯化反应，反应温度为65℃，反应时间为5h，检测反应液中残留生育酚为0.09％，减压回收溶剂(甲苯、醋酸、醋酐)，向蒸除溶剂后的残留物中加入35％的盐酸调节pH至6～7，再加入200kg热水，搅拌溶解，分层得到的下层水层浓缩后集中处理，经检测基本不含有生育酚或者维生素E醋酸酯，主要为DMAP盐酸盐。上层液经500kg热水二次水洗后进一步脱除甲苯，回收的甲苯套用至合成生育酚的缩合反应工序。经脱除甲苯的VE粗油，经精馏得到5140kg含量为98.4％的维生素E醋酸酯，生育酚残留量为0.45％。按维生素E醋酸酯的收率计算，收率为99.12％，维生素E醋酸酯产品外观透明，清亮，产品经HPLC检测后与标准品保留时间一致。

对比例1

向4650kg生育酚(含量为97.0％)中，加入4650kg甲苯、1700kg醋酐和6.6kg吡啶进行酯化反应，反应温度为65℃，反应时间为5h，检测反应液，残留生育酚含量在50％以上，延长反应时间至24小时，生育酚残留量基本无明显下降。

该对比例说明采用吡啶代替DMAP后，用量相同时，催化效率明显降低。

对比例2

向4650kg生育酚(含量为97.0％)中，加入4650kg甲苯、1700kg醋酐和90kg吡啶进行酯化反应，反应温度为65℃，反应时间为5h，检测反应液中残留生育酚为0.25％，减压回收溶剂(甲苯、醋酸、醋酐)，部分吡啶无法随溶剂完全蒸除，向蒸除溶剂后的残留物中加入35％的盐酸调节pH至6～7，加入热水进行洗涤至有机层基本不含有吡啶，热水用量为5000kg，并夹带有少量维生素E醋酸酯；有机层进一步脱除甲苯，得到VE粗油，经精馏得到5012kg含量为96.1％的维生素E醋酸酯，生育酚残留量为0.67％。

对比例3

向4650kg生育酚(含量为97.0％)中，加入4650kg甲苯、1700kg醋酐和90kg吡啶进行酯化反应，反应温度为65℃，反应时间为5h，检测反应液中残留生育酚为0.27％，减压回收溶剂(甲苯、醋酸、醋酐)，部分吡啶无法随溶剂完全蒸除，直接加入热水进行洗涤至有机层基本不含有吡啶，热水用量为7500kg，并夹带有少量维生素E醋酸酯；有机层进一步脱除甲苯，得到VE粗油，经精馏得到4986kg含量为95.6％的维生素E醋酸酯，生育酚残留量为0.69％。

Claims (1)

1.一种维生素E醋酸酯的清洁生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在DMAP的催化下，生育酚与醋酐在甲苯存在的条件下进行酯化反应，反应完全后蒸除溶剂，然后加酸调节pH至6～7，再加水洗涤后分层得水层和有机层；

所述的DMAP的用量为6.6kg，生育酚的用量为4650kg，甲苯的用量为4650kg，醋酐的用量为1700kg；酯化反应的温度为65℃；步骤(1)得到的水层经过处理之后回收DMAP；所述的酸为盐酸，质量百分比浓度为35％；

所述的生育酚为质量分数97.0％的生育酚；

(2)将步骤(1)得到的有机层进行蒸馏，得到馏出液和粗油，所述的粗油经过进一步的精制得到维生素E醋酸酯成品。