CN105820149A - 一种金属催化剂制备α-生育酚的方法 - Google Patents

一种金属催化剂制备α-生育酚的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种金属催化剂制备α‑生育酚的方法。所述方法使用2，3，5‑三甲基氢醌与异植物醇在溶剂和金属催化剂的作用下，反应生成α‑生育酚，其中2，3，5‑三甲基氢醌与异植物醇的摩尔比为5：1至2:1，所述的溶剂为极性溶剂、非极性溶剂中的任意一种或两种溶剂的混合液，所述金属催化剂为金属盐，其通式为MxPyRb·zH2O，所述方法的反应温度为80‑180℃。该方法反应体系中的催化剂用量少，无毒，制备简单，溶剂毒性小，沸点高，易于回收，得到的产品纯度高，选择性好，原料转化率高。

Description

一种金属催化剂制备α-生育酚的方法
技术领域
本发明涉及到化学合成领域，特别涉及到一种金属催化剂制备α-生育酚的方法。
背景技术
自从1922年人类首次发现维生素E以来，维生素E的生产与应用就一直是维生素领域的研究热点，α-生育酚的生物活性较强，是维生素E组中重要的成员。现有α-生育酚的生产工艺都比较成熟，但是都存在产生大量工业“三废”、生产效率较低和难以控制的副反应等等问题。在下面给出的文献资料描述了许多通过在溶剂或者溶剂体系中和在催化剂或者催化剂体系存在下将2，3，5-三甲基氢醌与异植物醇反应来制备α-生育酚的方法。
氯化锌/盐酸/乙酸乙酯体系（US6020505,2000，US5663376,1997文献资料），这是目前国内维生素E生产厂家主要的主要生产方法，此方法生产出来的维生素E有较大的五元环杂质（结构式），而且在生产的过程中会有大量的含盐废水，给生产带来很大的环保压力和成本压力。
CatalysisTodayVol152,2-10(2010)中描述用羟基化氟化镁做催化剂，在碳酸丙烯酯的存在下，用2，3，5-三甲基氢醌与异植物醇合成α-生育酚，此方法收率可以达到99%，但是催化剂非常昂贵，不利于工业化生产，而且生产条件苛刻。
在文献US3789086中描述了一种用更为易得的催化体系，FeCl2/Fe和HCl催化合成α-生育酚，但是此方法会有较大的杂质，而且产生的杂质很难处理掉，严重影响产品质量，很难工业化推广。
US6369242中描述使用三氟甲磺酸做催化剂，催化合成α-生育酚，此方法由于三氟甲磺酸有较强的酸性，在高温条件下异植物醇很容易脱水，产生副产物，影响产品收率，而且在强酸条件下，对生产设备要求较高，不适合工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属催化剂制备α-生育酚的方法，该方法通过2，3，5-三甲基氢醌与异植物醇在溶剂和金属催化剂的作用下，反应生成α-生育酚。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种金属催化剂制备α-生育酚的方法，所述方法使用2，3，5-三甲基氢醌与异植物醇在溶剂和金属催化剂的作用下，反应生成α-生育酚，其反应式为：
所述方法中2，3，5-三甲基氢醌与异植物醇的摩尔比为5：1-2：1。
所述的溶剂为极性溶剂、非极性溶剂中的任意一种或两种溶剂的混合液，极性溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸氯乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯或碳酸亚乙酯，非极性溶剂为正庚烷、正己烷、苯、环己烷，两种溶剂混合液中极性溶剂和非极性溶剂的体积比为1-15:1。
所述金属催化剂为金属盐，其通式为MxPyRb·zH2O，式中，M为金属元素中，X为是M的个数，数值为1-3，P为三氟甲磺酸基，y为P的个数，数值为0-3，R为氯，溴、碘元素中的任意一种，b为R的个数，数值为0-5，z为结晶水的个数，数值为0-10，其中y和b不能同时为零，金属催化剂包括：三氟甲磺酸铟、三氟磺酸铱、三氟甲磺酸镧、三氟甲磺酸铝、三氟甲磺酸钪、三氟甲磺酸镓、三氟甲磺酸柿、三氟甲磺酸镱、四氯化锡，金属元素为镧、铟、铱、铝、钪、镓、柿、镱、锡、银、铜、锌、镍等。
所述方法中溶剂对于2，3，5-三甲基氢醌的用量为1-15ml/g。
所述方法中金属催化剂的用量与2，3，5-三甲基氢醌用量的摩尔百分比为0.01-1%。
所述方法的反应温度为:80-180℃。
本发明的积极效果为：
1、该方法为更为实用的反应制备α-生育酚的方法，其反应体系中的催化剂用量少，无毒，制备简单；
2、该方法使用的溶剂毒性小，沸点高，易于回收；
3、该方法得到的产品纯度高，选择性好，原料转化率高；
4、该方法使用的催化剂可以重复利用，既降低了成本，又利于操作；
5、该方法过程操作简单，非常有利于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例进一步对本发明的技术方案做进一步清楚、完整的描述。
实施例一
将48.9g（0.32mol）的2，3，5-三甲基氢醌加入到配有机械搅拌、回流冷凝管、温度计、分水器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，加入48.9ml的碳酸乙烯酯和190mg(0.32mmol)的三氟甲磺酸镧催化剂，在氮气保护下，升温至80℃，再缓慢匀速滴加18.9g(0.064mol)异植物醇，30分钟滴加完毕，保温反应30分钟，降温至常温，加入200ml的正庚烷和50ml水，搅拌30分钟后，静置分层，分层后容器上层的有机相再用50ml的水洗涤一次，将有机相减压浓缩，即可获得α-生育酚产品。定量收率为96.2%。
实施例二
将98g（0.64mol）的2，3，5-三甲基氢醌加入到配有机械搅拌、回流冷凝管、温度计、分水器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，加入196ml的碳酸氯乙烯酯和1.58g(3.2mmol)的三氟甲磺酸钪催化剂，在氮气保护下，升温至100℃，再缓慢匀速滴加63.1g（0.213mol）的异植物醇，30分钟滴加完毕，保温反应40分钟，降温至常温，加入200ml的苯和50ml水，搅拌30分钟后，静置分层，分层后容器上层的有机相再用50ml的水洗涤一次，将有机相减压浓缩，即可获得α-生育酚产品，定量收率为90.5%。
实施例三
将188g（1.23mol）的2，3，5-三甲基氢醌加入到配有机械搅拌、回流冷凝管、温度计、分水器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，加入564ml的碳酸甲乙酯和58.7mg(0.12mmol)的三氟甲磺酸铝催化剂，在氮气保护下，升温至90℃，再缓慢匀速滴加91.5g（0.309mol）的异植物醇，30分钟滴加完毕，保温反应50分钟，降温至常温，加入200ml的环己烷和50ml水，搅拌30分钟后，静置分层，分层后容器上层的有机相再用50ml的水洗涤一次，将有机相减压浓缩，即可获得α-生育酚产品，定量收率为98.1%。
实施例四
将147g（0.97mol）的2，3，5-三甲基氢醌加入到配有机械搅拌、回流冷凝管、温度计、分水器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，加入588ml的碳酸丙烯酯和108mg(0.192mmol)的三氟甲磺酸铟催化剂，在氮气保护下，升温至100℃，再缓慢匀速滴加71.5g（0.241mol）的异植物醇，30分钟滴加完毕，保温反应30分钟，降温至常温，加入200ml的正己烷和50ml水，搅拌30分钟后，静置分层，分层后容器上层的有机相再用50ml的水洗涤一次，将有机相减压浓缩，即可获得α-生育酚产品，定量收率为93.5%。
实施例五
将140g（0.92mol）的2，3，5-三甲基氢醌加入到配有机械搅拌、回流冷凝管、温度计、分水器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，加入840ml的碳酸二乙酯和4.75g(9.2mmol)的三氟甲磺酸镓催化剂，在氮气保护下，升温至120℃，再缓慢匀速滴加90.8g（0.307mol）的异植物醇，30分钟滴加完毕，保温反应40分钟，降温至常温，加入200ml的正庚烷和50ml水，搅拌30分钟后，静置分层，分层后容器上层的有机相再用50ml的水洗涤一次，将有机相减压浓缩，即可获得α-生育酚产品，定量收率为91.5%。
实施例六
将122.5g（0.805mol）的2，3，5-三甲基氢醌加入到配有机械搅拌、回流冷凝管、温度计、分水器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，加入980ml的碳酸亚乙酯和2.33g(7.2mmol)的三氟甲磺酸镁催化剂，在氮气保护下，升温至140℃，再缓慢匀速滴加119.2g（0.402mol）的异植物醇，30分钟滴加完毕，保温反应50分钟，降温至常温，加入200ml的苯和50ml水，搅拌30分钟后，静置分层，分层后容器上层的有机相再用50ml的水洗涤一次，将有机相减压浓缩，即可获得α-生育酚产品，定量收率为88.6%。
实施例七
将367g（2.41mol）的2，3，5-三甲基氢醌加入到配有机械搅拌、回流冷凝管、温度计、分水器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，加入5505ml的碳酸乙烯酯和0.845g(3.25mmol)的四氯化锡催化剂，在氮气保护下，升温至160℃，再缓慢匀速滴加355.2g（1.20mol）的异植物醇，30分钟滴加完毕，保温反应30分钟，降温至常温，加入200ml的环己烷和50ml水，搅拌30分钟后，静置分层，分层后容器上层的有机相再用50ml的水洗涤一次，将有机相减压浓缩，即可获得α-生育酚产品，定量收率为87.3%。
实施例八
将38g（0.25mol）的2，3，5-三甲基氢醌加入到配有机械搅拌、回流冷凝管、温度计、分水器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，加入85ml的碳酸二乙酯和20ml的正己烷制成的混合液，再加入0.775g(1.25mmol)的三氟甲磺酸镱催化剂，在氮气保护下，升温至250℃，再缓慢匀速滴加37g（0.125mol）的异植物醇液体，30分钟滴加完毕，保温反应40分钟，降温至常温，加入200ml的正己烷和50ml水，搅拌30分钟后，静置分层，分层后容器上层的有机相再用50ml的水洗涤一次，将有机相减压浓缩，即可获得α-生育酚产品，定量收率为94.3%。
以上所述仅是本发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种金属催化剂制备α-生育酚的方法，其特征在于：所述方法使用2，3，5-三甲基氢醌与异植物醇在溶剂和金属催化剂的作用下，反应生成α-生育酚，其反应式为：
。
2.根据权利要求1所述的金属催化剂制备α-生育酚的方法，其特征在于：所述方法中2，3，5-三甲基氢醌与异植物醇的摩尔比为5：1至2:1。
3.根据权利要求1所述的金属催化剂制备α-生育酚的方法，其特征在于：所述的溶剂为极性溶剂、非极性溶剂中的任意一种或两种溶剂的混合液，极性溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸氯乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯或碳酸亚乙酯，非极性溶剂为正庚烷、正己烷、苯、环己烷，两种溶剂混合液中极性溶剂和非极性溶剂的体积比为1-15:1。
4.根据权利要求1所述的金属催化剂制备α-生育酚的方法，其特征在于：所述金属催化剂为金属盐，其通式为MxPyRb·zH2O，式中，M为金属元素中，X为是M的个数，数值为1-3，P为三氟甲磺酸基，y为P的个数，数值为0-3，R为氯，溴、碘元素中的任意一种，b为R的个数，数值为0-5，z为结晶水的个数，数值为0-10，其中y和b不能同时为零，金属催化剂包括：三氟甲磺酸铟、三氟磺酸铱、三氟甲磺酸镧、三氟甲磺酸铝、三氟甲磺酸钪、三氟甲磺酸镓、三氟甲磺酸柿、三氟甲磺酸镱、四氯化锡。
5.根据权利要求1所述的金属催化剂制备α-生育酚的方法，其特征在于：所述方法中溶剂对于2，3，5-三甲基氢醌的用量为1-15ml/g。
6.根据权利要求1所述的金属催化剂制备α-生育酚的方法，其特征在于：所述方法中金属催化剂的用量与2，3，5-三甲基氢醌和异植物醇用量的摩尔百分比为0.01-1%。
7.根据权利要求1所述的金属催化剂制备α-生育酚的方法，其特征在于：所述方法的反应温度为80-180℃。
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