CN107445801B - 一种维生素a中间体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种维生素A中间体的制备方法，包括反应步骤：将无机酸和溶剂加入反应容器内，分散均匀，再加入相转移催化剂，搅拌使相转移催化剂完全溶解；进行一次降温，当温度降至第一预设温度后，往反应容器内加入甲醛溶液和异戊二烯；再进行二次降温，当温度降至第二预设温度后，往体系中滴加亚氯酸钠水溶液，同时将温度控制在第三预设温度，滴加完毕后，在第四预设温度下，保温反应；萃取干燥步骤：将反应容器升温至室温，待反应容器中的固体溶解完全后，静置分出有机相，水相用有机溶剂继续萃取，合并有机相，干燥后取有机相蒸馏除去有机溶剂后，得到C5氯醇浓缩物。本发明具有原料易得、成本低、工艺路线简洁、反应条件温和易实现的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种维生素A中间体，具体涉及一种维生素A中间体C5氯醇的制备方法。
背景技术
1,4-C5氯醇或1,2-C5氯醇(以下简称C5氯醇)是合成维生素A另一中间体4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的关键前体。
现有技术中制备C5氯醇的方法主要有以下三种:
(1)异戊二烯与次氯酸钙在有机酸溶液中发生次氯酸加成反应，即氯醇化反应，得到1,2-C5氯醇和1,4-C5氯醇产物。该工艺条件中需用有机酸调节溶液的酸度，反应生成难溶的固体钙盐，给反应后处理带来困难。
(2)异戊二烯与次氯酸发生氯醇化加成反应，生成1,2-C5氯醇和1,4-C5氯醇。次氯酸具有刺鼻气味，极不稳定，易分解，在实际生产中不易贮存和管理。
(3)异戊二烯与三氯异氰尿酸在丙酮中发生氯醇化加成反应，生成1,2-C5氯醇和1,4-C5氯醇。三氯异氰尿酸虽然比次氯酸易存放，但其具强烈的腐蚀性，对设备材质要求较高，另外反应溶剂为丙酮和水的混合物，后处理中较难分离。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种维生素A中间体的制备方法，它具有原料易得、成本低、工艺路线简洁、反应条件温和易实现的特点。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种维生素A中间体的制备方法，其特征在于，包括：
1)反应步骤，依次包括以下步骤：
1-1)溶解：将无机酸和溶剂加入反应容器内，分散均匀后，再加入相转移催化剂，搅拌使相转移催化剂完全溶解；
1-2)一次降温：将反应容器进行一次降温，当温度降至第一预设温度后，往反应容器内加入甲醛溶液和异戊二烯；或者是，往反应容器内加入甲醛溶液，然后将反应容器进行一次降温，当温度降至第一预设温度后，往反应容器内加入异戊二烯；
1-3)保温反应：再进行二次降温，当温度降至第二预设温度后，往体系中滴加亚氯酸钠水溶液，同时将温度控制在第三预设温度，滴加完毕后，在第四预设温度下，保温反应；
2)萃取干燥步骤：完成反应步骤后，将反应容器升温至室温，待反应容器中的固体溶解完全后，静置分出有机相，水相用有机溶剂继续萃取，合并有机相，干燥后，取有机相蒸馏除去有机溶剂后，得到C5氯醇浓缩物。
进一步地，反应步骤中，无机酸：相转移催化剂：亚氯酸钠：甲醛：异戊二烯的摩尔比为(0.5-0.6)：(0.01-0.03)：(1.0-1.05)：(1.0-1.05)：1。
进一步地，反应步骤中，第一预设温度为(-11)-(-9)℃，异戊二烯为低沸点液体，降低温度可有效减少其挥发；第二预设温度为(-10)-(-15)℃，滴加亚氯酸钠溶液的过程体系会放热，适当降温可防止反应体系温度过高；第三预设温度为(-10)-0℃，在该温度范围内，较少副产物生成，可有效提高目标产物的收率；第四预设温度为(-5)-0℃，在该温度范围内可使反应物充分反应，减少残留，同时提高产物收率。
进一步地，反应步骤中，保温反应的时间为1.0-2.0h。
进一步地，反应步骤中，无机酸为硫酸、盐酸或磷酸。
进一步地，反应步骤中，相转移催化剂为季铵盐或季膦盐。
进一步地，反应步骤中，溶剂为水、甲醇或二氯甲烷。
进一步地，萃取干燥步骤中，采用元明粉进行干燥。
进一步地，萃取干燥步骤中，室温指20-30℃。
进一步地，萃取干燥步骤中，萃取过程采用的溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、环己烷、石油醚中一种或两种以上。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明以异戊二烯为原料，在亚氯酸钠和甲醛的条件下进行氯醇化加成反应，仅需经一步反应即可得到目标产物C5氯醇，路线简洁，不必使用其他腐蚀性较大的溶剂，仅需经过加成反应即可直接得到C5氯醇。该制备方法原材料易得、合成路线短、操作安全，适用于工业生产。
2、本发明的原料简单易得，亚氯酸钠、异戊二烯和甲醛溶液，反应中用到的溶剂及反应用酸均为大宗化工产品，较易获得。
3、本发明的反应条件温和，在-10-0℃之间进行反应，该温度较易达到。
综上，本发明具有原料易得、成本低、工艺路线简洁、反应条件温和易实现的特点。
附图说明
图1为C5氯醇的气相色谱图。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。本实施例中所采用到的材料均可从市场购得。
一种维生素A中间体的制备方法，包括：
1)反应步骤，依次包括以下步骤：
1-1)溶解：将无机酸和溶剂加入反应容器内，分散均匀后，再加入相转移催化剂，搅拌使相转移催化剂完全溶解；
1-2)一次降温：将反应容器进行一次降温，当温度降至第一预设温度后，往反应容器内加入甲醛溶液和异戊二烯；或者是，往反应容器内加入甲醛溶液，然后将反应容器进行一次降温，当温度降至第一预设温度后，往反应容器内加入异戊二烯；
1-3)保温反应：再进行二次降温，当温度降至第二预设温度后，往体系中滴加亚氯酸钠水溶液，同时将温度控制在第三预设温度，滴加完毕后，在第四预设温度下，保温反应；
反应方程式如反应式1：
2)萃取干燥步骤：完成反应步骤后，将反应容器升温至室温，待反应容器中的固体溶解完全后，静置分出有机相，水相用有机溶剂继续萃取，合并有机相，干燥后，取有机相蒸馏除去有机溶剂后，得到C5氯醇浓缩物。
作为优选的实施方式，反应步骤中，无机酸：相转移催化剂：亚氯酸钠：甲醛：异戊二烯的摩尔比为(0.5-0.6)：(0.01-0.03)：(1.0-1.05)：(1.0-1.05)：1。
作为优选的实施方式，反应步骤中，第一预设温度为(-11)-(-9)℃，异戊二烯为低沸点液体，降低温度可有效减少其挥发；第二预设温度为(-10)-(-15)℃，滴加亚氯酸钠溶液的过程体系会放热，适当降温可防止反应体系温度过高；第三预设温度为(-10)-0℃，在该温度范围内，较少副产物生成，可有效提高目标产物的收率；第四预设温度为(-5)-0℃，在该温度范围内可使反应物充分反应，减少残留，同时提高产物收率。
作为优选的实施方式，反应步骤中，保温反应的时间为1.0-2.0h。
作为优选的实施方式，反应步骤中，无机酸为硫酸、盐酸或磷酸。
作为优选的实施方式，反应步骤中，相转移催化剂为季铵盐或季膦盐。
作为优选的实施方式，反应步骤中，溶剂为水、甲醇或二氯甲烷。
作为优选的实施方式，萃取干燥步骤中，采用元明粉进行干燥。
作为优选的实施方式，萃取干燥步骤中，室温指20-30℃。
作为优选的实施方式，萃取干燥步骤中，萃取过程采用的溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、环己烷、石油醚中一种或两种以上。
实施例1
一种维生素A中间体的制备方法，包括：
1)反应步骤：在装有温度计和搅拌器的500ml三口反应瓶中，加入100g水和25g浓硫酸(0.25mol)，搅拌均匀后加入1.61g正四丁基溴化铵(0.005mol)，搅拌溶解后降温至-10℃，接着加入39g甲醛溶液(38.5％，0.50mol)和34.33g异戊二烯(0.50mol)，继续降温至-15℃，滴加56.17g亚氯酸钠(80.5％，0.50mol)溶于150g水中，滴加过程中控制体系温度不高于0℃，约1.8h加毕。加毕继续在0℃左右反应2.0h。
2)萃取干燥步骤：完成反应步骤后，将反应体系(即三口反应瓶)升温至25℃，使生成的盐溶解完，静置分出有机层，水相分别用20ml二氯甲烷萃取5次，合并有机相用50g元明粉干燥，减压回收溶剂，得到淡黄色透明液体71.09g，GC检测含量为65.42％，对异戊二烯收率为77.14％。
实施例2
一种维生素A中间体的制备方法，包括：
1)反应步骤：在装有温度计和搅拌器的500ml三口反应瓶中，加入100g水(回收套用)、39g甲醛溶液(38.5％，0.50mol)和25g浓硫酸(0.25mol)，搅拌均匀后加入3.22g正四丁基溴化铵(0.010mol)，搅拌溶解后降温至-10℃，接着加入34.33g异戊二烯(0.50mol)，继续降温至-15℃，滴加56.17g亚氯酸钠(80.5％，0.50mol)溶于150g水中，滴加过程中控制体系温度不高于-2℃，约1.6h加毕。加毕继续在-2℃左右反应2.0h。
2)萃取干燥步骤：完成反应步骤后，将反应体系升温至25℃，使生成的盐溶解完，静置分出有机层，水相分别用20ml乙酸乙酯萃取5次，合并有机相用50g元明粉干燥，减压回收溶剂，得到淡黄色透明液体68.89g，GC检测含量为68.97％，对异戊二烯收率为78.81％。
实施例3
一种维生素A中间体的制备方法，包括：
1)反应步骤：在装有温度计和搅拌器的500ml的三口反应瓶中，加入100g水、40.95g甲醛溶液(38.5％，0.525mol)和30.63g浓硫酸(0.30mol)，搅拌均匀后加入4.44g四正丁基氯化铵(0.015mol)，搅拌溶解后降温至-10℃，接着加入34.33g异戊二烯(0.05mol)，继续降温至-15℃，滴加59.19g亚氯酸钠(80.5％，0.525mol)溶于160g水中，滴加过程中控制体系温度不高于-2℃，约2.0h加毕。加毕继续在-2℃左右反应2.0h；
2)萃取干燥步骤：完成反应步骤后，加入50ml二氯甲烷，将反应体系升温至25℃，使生成的盐溶解完，静置分出有机层，水相分别用20ml二氯甲烷萃取5次，合并有机相用50g元明粉干燥，减压回收溶剂，得到淡黄色透明液体67.61g，GC检测含量为71.54％，对异戊二烯收率为80.23％。
性能检测：
取实施例1-3所制备的C5氯醇，采用气相色谱面积归一化法法进行含量检测，实验器材和参数如下：
气相色谱仪名称：岛津GC2014；
色谱条件：
色谱柱：Rtx-1701，长度30m，内径0.25ID，膜厚0.25μm；
气化室温度：280℃；
色谱柱温度：50℃，保留2min，接着程序升温30℃/min升至260℃，保留11min；
检测器温度：300℃；
压力：100.4kpa；
总流量：116.4L/min；
柱流量：1.4L/min；
分流比：1:80；
吹扫流量：3.0L/min；
参照图1，C5氯醇的气相色谱图(面积归一化法)；C5氯醇在该检测条件下于4.45min和6.6min出峰，其中4.45min为1,2-C5氯醇，6.6min为1,4-C5氯醇。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种维生素A中间体的制备方法，其特征在于，包括：
1）反应步骤，依次包括以下步骤：
1-1）溶解：将无机酸和溶剂加入反应容器内，分散均匀后，再加入相转移催化剂，搅拌使相转移催化剂完全溶解；
1-2）一次降温：将反应容器进行一次降温，当温度降至第一预设温度后，往反应容器内加入甲醛溶液和异戊二烯；或者是，往反应容器内加入甲醛溶液，然后将反应容器进行一次降温，当温度降至第一预设温度后，往反应容器内加入异戊二烯；
1-3）保温反应：再进行二次降温，当温度降至第二预设温度后，往体系中滴加亚氯酸钠水溶液，同时将温度控制在第三预设温度，滴加完毕后，在第四预设温度下，保温反应；其中，无机酸：相转移催化剂：亚氯酸钠：甲醛：异戊二烯的摩尔比为（0.5-0.6）：（0.01-0.03）：（1.0-1.05）：（1.0-1.05）：1；第一预设温度为（-11）-（-9）℃，第二预设温度为（-10）-（-15）℃，第三预设温度为（-10）-0℃，第四预设温度为（-5）-0℃；溶剂为水、甲醇或二氯甲烷；
2）萃取干燥步骤：完成反应步骤后，将反应容器升温至室温，待反应容器中的固体溶解完全后，静置分出有机相，水相用有机溶剂继续萃取，合并有机相，干燥后，取有机相蒸馏除去有机溶剂后，得到C5氯醇浓缩物。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应步骤中，保温反应的时间为1.0-2.0h。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应步骤中，无机酸为硫酸、盐酸或磷酸。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应步骤中，相转移催化剂为季铵盐或季膦盐。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，萃取干燥步骤中，采用元明粉进行干燥。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，萃取干燥步骤中，室温指20-30℃。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，萃取干燥步骤中，萃取过程采用的溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、环己烷、石油醚中一种或两种以上。
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