CN107935980B - 一种D-α-生育酚的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种D‑α‑生育酚的生产工艺，包括如下步骤：(1)配料：将原料混合生育酚浓缩液、甲醇、酸催化剂、羟甲基化试剂、雷尼镍混合搅拌均匀，搅拌时保持无氧环境；(2)氢化：将步骤(1)混合搅拌均匀后的物料进行高压氢化反应；(3)过滤：将步骤(2)氢化反应好的物料进行过滤，去除雷尼镍；(4)水洗：用水洗去除步骤(3)过滤后得到的物料中的水溶性物质，至中性，得D‑α‑生育酚产品。本发明生产工艺简便，生产成本低，安全性高，便于工业化生产；用本发明生产工艺制备得到的产品中D‑α‑生育酚含量高，其中D‑α‑生育酚相对含量≥99％，总含量≥90％，总收率≥97.5％。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域，具体涉及一种D-α-生育酚的生产工艺。
背景技术
天然维生素E（Natural Vitamin E），学名生育酚（Tocopherols），是一种常见药品兼保健品，目前已成为国际市场上用处最多、产销量很大的重要维生素品种，与维生素C、维生素A一起成为维生素系列的三大支柱产品。天然维生素E是一种混合物，主要由从母育酚（Tocol）衍生而来的四种生育酚同系物组成，包括D-α-生育酚、D-β-生育酚、D-γ-生育酚和D-δ-生育酚，它们都带有饱和的C16侧链，仅在苯环上甲基的数目和位置上存在差异。虽然它们结构极其相似，但各种异构体的生物学效价（或生物学活性）却不相同，其中：D-α-生育酚（活性为100）>D-β-生育酚（活性为10~50）>D-γ-生育酚（活性为10）>D-δ-生育酚（活性为1）。因此，生育酚中最具生物活性的成份是D-α-生育酚。它在医药、食品、化妆品等行业都有重要应用。D-α-生育酚作为医药品，可预防动脉硬化、脑溢血、糖尿病、心胀病以及肝脏疾病等。它还是天然的抗氧化剂，广泛地应用于油脂、食品、化妆品及饲料等行业。此外，生育酚还具有保健功能。
D-α-生育酚的制备一般以大豆馏出物等为原料，通过提取得到含有各种同系物的混合生育酚。然而，提取得到的混合生育酚中，D-α-生育酚占总生育酚的比例很低（通常≦10%），因此必须经过适当的处理，才能得到高纯度的D-α-生育酚。目前从混合生育酚中获得高纯度D-α-生育酚主要有两类方法，一是吸附分离法，二是化学转型法。
其中的吸附分离法如公开号CN 101440081A的中国发明专利《一种从混合生育酚中分离D-α-生育酚的方法》中的公开方法，该方法以离子液体或者由离子液体与极性溶剂组成的二元混合溶剂为萃取剂，采用分馏萃取法高效地从含有D-α-生育酚、D-β-生育酚、D-γ-生育酚和D-δ-生育酚的混合生育酚中分离D-α-生育酚。但是该方法溶剂配置复杂，车间操作不稳定，产品生产周期较长。
其中的化学转型法如公开号CN 1189495A的中国发明专利《α-生育酚或乙酸α-生育酯的催化制备》中公开的方法，在卤化锌缩合催化剂和质子供体存在下，使2,3,5-三甲基氢醌与植醇或异植醇反应，随后进行或不进行与乙酸酐的酯化反应，其中包括：A.在仅与水微混溶，即使混溶程度也极低的非极性溶剂中进行反应，和B.以1~4mol水/mol卤化锌的混合物形式，将所需卤化锌加入到反应中。但是该方法溶剂使用复杂，收率偏低，不利用工业化生产；国外也有相关的专利和文献，如US 2486539，US 2486542，EP 0159018，US4239691，EP 0178400，特开昭60-237085等。总体而言，文献中用的转型方法主要有4种，即卤甲基化、胺甲基化、甲酰化和羟甲基化。比较而言，卤甲基化反应因为要用到浓盐酸，对反应器腐蚀较严重，不利于大规模工业化生产，同时反应的转化率也不高；而采用胺甲基化主要缺陷是，曼尼希反应的条件很苛刻，产物不稳定，不利于收率的提高；甲酰化的中间体不稳定；羟甲基化是比较好的一种方法，但为了提高收率，通常反应条件比较苛刻。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服背景技术的技术缺陷，提供一种D-α-生育酚的生产工艺。本发明生产工艺简便，生产成本低，安全性高，便于工业化生产；用本发明生产工艺制备得到的产品中D-α-生育酚含量高，其中D-α-生育酚相对含量≥99%，总含量≥90%，总收率≥97.5%。
本发明解决上述技术问题所采用的技术手段为：
一种D-α-生育酚的生产工艺，包括如下步骤：
（1）配料：将原料混合生育酚浓缩液、甲醇、酸催化剂、羟甲基化试剂、雷尼镍混合搅拌均匀，搅拌时保持无氧环境；
（2）氢化：将步骤（1）混合搅拌均匀后的物料进行高压氢化反应；
（3）过滤：将步骤（2）氢化反应好的物料进行过滤，去除雷尼镍；
（4）水洗：用水洗去除步骤（3）过滤后得到的物料中的水溶性物质，至中性，得D-α-生育酚产品。
上述技术方案中，所述原料混合生育酚浓缩液可以来源于食油、水果、蔬菜及粮食，也可以通过制备获得，制备方法：以植物油脱臭馏出物为原料，通过分子蒸馏和离子交换吸附得到；所述原料混合生育酚浓缩液包括混合生育酚90~95 wt%，脂肪酸甘油酯5~10wt%；所述混合生育酚中D-α-生育酚的相对含量为10~20 wt %。
优选地，所述步骤（1）中，按原料混合生育酚浓缩液:甲醇（m/v）=1:3的比例加入甲醇，原料混合生育酚浓缩液:甲醇(m/v)=1是指1 g原料混合生育酚浓缩液与1 ml甲醇的比值。
优选地，所述步骤（1）中，所述酸催化剂为甲酸、对甲基苯磺酸、冰醋酸中的任意一种。
优选地，所述步骤（1）中，所述酸催化剂为甲酸或对甲基苯磺酸，并且所述酸催化剂用量为原料混合生育酚浓缩液的1.5~3 wt%。
优选地，所述步骤（1）中，所述酸催化剂为冰醋酸，并且所述酸催化剂用量为原料混合生育酚浓缩液的2.5~4 wt%。
优选地，所述步骤（1）中，所述羟甲基化试剂用量为原料混合生育酚浓缩液的10~25 wt%。
优选地，所述步骤（1）中，所述羟甲基化试剂为甲醛或多聚甲醛。
优选地，所述步骤（1）中，所述雷尼镍用量为原料混合生育酚浓缩液的3~5 wt%。
优选地，所述步骤（2）中，所述氢化反应在氢化容器中进行，所述氢化容器进一步优选为氢化釜。
优选地，所述步骤（2）中，所述氢化反应时反应条件为压力0.5~1.5 Mpa，反应温度80~120 ℃，反应时间2.5~3.5 h。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点：
（1）本发明生产工艺简便，成本低，安全性高，便于工业化生产；
（2）本发明生产工艺由于使用的雷尼镍价格相比钯催化剂便宜，且由于雷尼镍损耗小，无需反复投料，因此本发明有效减少了产品成本，增加收益；
（3）本发明生产工艺由于反应温度和压力相对较低，因此本发明有效提高了生产的安全性；
（4）用本发明生产工艺制备得到的产品中D-α-生育酚含量高，其中D-α-生育酚相对含量≥99%，总含量≥90%，总收率≥97.5%。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的内容，下面结合具体实施例作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于对本发明进一步说明，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容后，该领域的技术人员对本发明作出一些非本质的改动或调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1~3及对比实施例所述原料混合生育酚浓缩液通过制备获得，制备方法：以植物油脱臭馏出物为原料，通过分子蒸馏和离子交换吸附得到；所述原料混合生育酚浓缩液包括混合生育酚90~95 wt%，脂肪酸甘油酯5~10 wt%；所述混合生育酚中D-α-生育酚的相对含量为10~20 wt %。
实施例1~3所述雷尼镍型号：DT6LNNCHJ，生产商：西化仪（北京）科技有限公司。
实施例1~3及对比实施例所述D-α-生育酚相对含量=D-α-生育酚含量/总含量。
实施例1~3及对比实施例所述总含量=D-α-生育酚含量+D-β-生育酚含量+D-γ-生育酚含量+D-δ-生育酚含量。
实施例1~3及对比实施例所述总收率=成品总质量/原料混合生育酚浓缩液质量。
实施例1
将100 g原料混合生育酚浓缩液（所述原料混合生育酚浓缩液中混合生育酚含量为94.1 wt%，所述混合生育酚中D-α-生育酚相对含量为13.64 wt%）、300 ml甲醇、3 g雷尼镍、1.5 g甲酸、10 g甲醛混合搅拌均匀，搅拌时保持无氧环境，将混合搅拌均匀后的物料投入到氢化釜中，在0.5 Mpa、80 ℃条件下，氢化反应3 h，将氢化反应好的物料进行过滤，去除雷尼镍，用水洗去除过滤后得到的物料中的水溶性物质，至中性，得D-α-生育酚产品，其中D-α-生育酚相对含量99.1%，总含量92.33%，总收率为98.12%。
实施例2
将100 g原料混合生育酚浓缩液（所述原料混合生育酚浓缩液中混合生育酚含量为94.1 wt%，所述混合生育酚中D-α-生育酚相对含量为13.64 wt%）、300 ml甲醇、4 g雷尼镍、2 g对甲基苯磺酸、15 g多聚甲醛混合搅拌均匀，搅拌时保持无氧环境，将混合搅拌均匀后的物料投入到氢化釜中，在1 Mpa、100 ℃条件下，氢化反应3 h，将氢化反应好的物料进行过滤，去除雷尼镍，用水洗去除过滤后得到的物料中的水溶性物质，至中性，得D-α-生育酚产品，其中D-α-生育酚相对含量99.52%，总含量93.11%，总收率为98.74%。
实施例3
将100 g原料混合生育酚浓缩液（所述原料混合生育酚浓缩液中混合生育酚含量为94.1 wt%，所述混合生育酚中D-α-生育酚相对含量为13.64 wt%）、300 ml甲醇、5 g雷尼镍、3.0 g冰醋酸、20 g多聚甲醛混合搅拌均匀，搅拌时保持无氧环境，将混合搅拌均匀后的物料投入到氢化釜中，在1.5 Mpa、120 ℃条件下，氢化反应3 h，将氢化反应好的物料进行过滤，去除雷尼镍，用水洗去除过滤后得到的物料中的水溶性物质，至中性，得D-α-生育酚产品，其中D-α-生育酚相对含量99.06%，总含量92.71%，总收率为98.2%。
对比例1
将100 g原料混合生育酚浓缩液（所述原料混合生育酚浓缩液中混合生育酚含量为94.1 wt%，所述混合生育酚中D-α-生育酚相对含量为13.64 wt%）、300 ml甲醇、4 g钯炭、2 g对甲基苯磺酸、15 g多聚甲醛混合搅拌均匀，搅拌时保持无氧环境，将混合搅拌均匀后的物料投入到氢化釜中，在5.2 Mpa、180 ℃条件下，氢化反应4 h，将氢化反应好的物料进行过滤，去除钯炭，用水洗去除过滤后得到的物料中的水溶性物质，至中性，得D-α-生育酚产品，其中D-α-生育酚相对含量98.16%，总含量91.31%，总收率为96.24%。
由对比例1与实施例2可以看出，对比例1使用传统的钯炭为催化剂代替实施例2中的雷尼镍催化剂，其它反应原料及其添加量均与实施例2相同，对比例1为了使D-α-生育酚达到很高的相对含量、总含量和总收率，只能通过提高反应温度、压力，延长反应时间达到，反应条件苛刻，且D-α-生育酚的相对含量、总含量和总收率在对比例1所述的5.2 Mpa、180℃及4 h反应时间的情况下，由于反应进入平台期，相应得率并不会随着反应温度、压力和反应时间的增加而增长。由此可见，由于本发明采用雷尼镍为催化剂，使得本发明反应温度、压力大为降低，节能减排、降低了生产成本，提高了生产的安全性，同时有效提高了D-α-生育酚相对含量、总含量和总收率。
上述说明并非对发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种D-α-生育酚的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）配料：将原料混合生育酚浓缩液、甲醇、酸催化剂、羟甲基化试剂、雷尼镍混合搅拌均匀，搅拌时保持无氧环境；
（2）氢化：将步骤（1）混合搅拌均匀后的物料进行高压氢化反应；
（3）过滤：将步骤（2）氢化反应好的物料进行过滤，去除雷尼镍；
（4）水洗：用水洗去除步骤（3）过滤后得到的物料中的水溶性物质，至中性，得D-α-生育酚产品；
所述步骤（1）中，按原料混合生育酚浓缩液:甲醇m/v=1g:3ml的比例加入甲醇；
所述步骤（1）中，所述酸催化剂为甲酸或对甲基苯磺酸，并且所述酸催化剂用量为原料混合生育酚浓缩液的1.5~3 wt%；或者所述步骤（1）中，所述酸催化剂为冰醋酸，并且所述酸催化剂用量为原料混合生育酚浓缩液的2.5~4 wt%；
所述步骤（1）中，所述羟甲基化试剂用量为原料混合生育酚浓缩液的10~25 wt%；
所述步骤（1）中，所述雷尼镍用量为原料混合生育酚浓缩液的3~5 wt%；
所述步骤（2）中，所述氢化反应时反应条件为压力0.5~1.5 Mpa，反应温度80~120 ℃，反应时间2.5~3.5 h。
2.如权利要求1所述的一种D-α-生育酚的生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）中，所述羟甲基化试剂为甲醛或多聚甲醛。
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