CN114456082A - 一种d-泛酸钙的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种D‑泛酸钙的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：以β‑氨基丙酸钙和D‑泛解酸内酯为原料，甲醇为溶剂，在微通道反应器中，在温度为70‑80℃，压力为0.5‑0.6MPa的条件下进行反应，生成D‑泛酸钙。本发明提供的方法通过采用微通道反应器，结合特定的温度、压力反应条件，提高了β‑氨基丙酸钙和D‑泛解酸内酯的反应效率，提高了D‑泛酸钙的产率和质量。

Description

一种D-泛酸钙的制备方法

技术领域

本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种D-泛酸钙的制备方法。

背景技术

D-泛酸钙化学名D-(+)-N-(2,4-二羟基-3,3-二甲基丁酰基)-β-氨基丙酸钙，是泛酸的右旋异构体钙盐，为白色粉末，无臭，味微苦，有吸湿性，是辅酶A的重要成分。D-泛酸钙作为一种重要的营养成分，广泛应用于饲料添加剂、食品添加剂、医药等领域。

目前，工业合成D-泛酸钙的路线主要是用β-氨基丙酸与氧化钙反应制备β-氨基丙酸钙，用DL-泛解酸内酯通过拆分获得D-泛解酸内酯，然后通过β-氨基丙酸钙与D-泛解酸内酯反应合成D-泛酸钙，β-氨基丙酸钙与D-泛解酸内酯的反应是在普通反应釜中，常压、温度为60℃以下的条件下进行。

但是这种方法反应速度慢，转化率较低，而且反应液中含有大量未反应的原料会影响D-泛酸钙的结晶，因此D-泛酸钙的最终收率较低(仅为80％左右)，质量较差。此外，反应液中残留有较多未反应的原料，还需要消耗大量能源和材料回收处理废液，不利于工业应用。

因此，有待于研究一种反应效率更高、转化率更高、产品质量更好的D-泛酸钙的制备方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种D-泛酸钙的制备方法。该制备方法具有反应速度快，反应转化率高，成品质量高的优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种D-泛酸钙的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

以β-氨基丙酸钙和D-泛解酸内酯为原料，甲醇为溶剂，在微通道反应器中，在温度为70-80℃(例如可以是70℃、72℃、73℃、75℃、76℃、78℃或80℃等)，压力为0.5-0.6MPa(例如可以是0.5MPa、0.52MPa、0.53MPa、0.55MPa、0.56MPa、0.58MPa或0.6MPa等)的条件下进行反应，生成D-泛酸钙。

本发明提供的制备方法采用微通道反应器，结合特定的温度、压力反应条件，提高了β-氨基丙酸钙和D-泛解酸内酯的反应效率，提高了D-泛酸钙的产率和质量，减少了废液中原料的残留从而降低了后续废液处理的能源和材料消耗。

本发明所使用的微通道反应器是微型化的连续流动的管道式反应器。微通道反应器中的微通道直径可以为10～1000μm，优选为10～300μm。

在本发明一些实施方式中，所述制备方法包括如下步骤：

将β-氨基丙酸钙的甲醇溶液与D-泛解酸内酯的甲醇溶液注入微通道反应器中，在温度为70-80℃，压力为0.5-0.6MPa的条件下反应，生成D-泛酸钙。

在本发明一些实施方式中，所述β-氨基丙酸钙与D-泛解酸内酯的摩尔比为1:2.02-2.06；例如可以是1:2.02、1:2.03、1:2.04、1:2.05或1:2.06等。

在本发明一些实施方式中，所述β-氨基丙酸钙通过如下步骤制备：

将β-氨基丙酸与氧化钙在甲醇中进行反应，反应结束后过滤，滤液脱水，得到β-氨基丙酸钙的甲醇溶液。

在本发明一些实施方式中，所述β-氨基丙酸与氧化钙的摩尔比为1:0.5-0.6；例如可以是1:0.5、1:0.52、1:0.52、1:0.58或1:0.6等。

在本发明一些实施方式中，所述β-氨基丙酸与氧化钙的反应温度为40-45℃；例如可以是40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃等。

在本发明一些实施方式中，所述β-氨基丙酸与氧化钙的反应时间为2-4h；例如可以是2h、2.2h、2.5h、2.8h、3h、3.2h、3.5h、3.8h或4h等。

在本发明一些实施方式中，所述脱水采用脱水树脂柱进行。

在本发明一些实施方式中，所述β-氨基丙酸钙的甲醇溶液的含水量在0.5wt％以下；例如可以是0.5wt％、0.45wt％、0.4wt％、0.35wt％、0.3wt％、0.25wt％或0.2wt％等。

在本发明一些实施方式中，所述β-氨基丙酸钙与D-泛解酸内酯的反应时间为20-30min；例如可以是20min、22min、23min、25min、26min、28min或30min等。

在本发明一些实施方式中，所述制备方法还包括：在反应结束后放出反应液，经降温结晶，固液分离，干燥后得到D-泛酸钙固体。

在本发明一些实施方式中，所述降温结晶的条件为：先降温至10-20℃(例如可以是10℃、12℃、13℃、15℃、16℃、18℃或20℃等)，然后保温静置结晶6-8h(例如可以是6h、6.2h、6.5h、6.8h、7h、7.2h、7.5h、7.8h或8h等)。

在本发明一些实施方式中，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将β-氨基丙酸与氧化钙与甲醇混合，所述β-氨基丙酸与氧化钙的摩尔比为1:0.5-0.6，在40-45℃条件下反应2-4h，反应结束后过滤，滤液过脱水树脂柱，脱水至含水量在0.5wt％以下，得到β-氨基丙酸钙的甲醇溶液；

(2)将所述β-氨基丙酸钙的甲醇溶液与D-泛解酸内酯的甲醇溶液注入微通道反应器中，所述β-氨基丙酸钙与D-泛解酸内酯的摩尔比为1:2.02-2.06，在温度为70-80℃，压力为0.5-0.6MPa的条件下反应20-30min，生成D-泛酸钙；

(3)放出步骤(2)得到的反应液，降温至10-20℃，保温静置结晶6-8h，固液分离，干燥后得到D-泛酸钙固体。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的制备方法采用微通道反应器，结合特定的温度、压力反应条件，提高了β-氨基丙酸钙和D-泛解酸内酯的反应效率，提高了D-泛酸钙的产率和质量，减少了废液中原料的残留从而降低了后续废液处理的能源和材料消耗。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

本发明实施例中使用的微通道反应器购自山东豪迈机械制造有限公司，材质为316L不锈钢，容积50mL，反应片5片，单个反应片持液量8.8mL。

实施例1

本实施例提供一种D-泛酸钙的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将β-氨基丙酸45g、氧化钙15.6g与甲醇240g混合，在45℃条件下反应3h，反应结束后过滤，滤液(检测水含量为2.3wt％)过脱水树脂柱进行脱水，得到β-氨基丙酸钙的甲醇溶液(检测水含量为0.31wt％)；

取D-泛解酸内酯67g溶于65g甲醇中，配制成D-泛解酸内酯的甲醇溶液；

(2)将微通道反应器温度调节至80℃，出口压力0.5MPa，使用注射泵将所述β-氨基丙酸钙的甲醇溶液和D-泛解酸内酯的甲醇溶液注入微通道反应器中进行反应，控制流速使反应时间为20min，待反应器出口降温至30℃后采出反应液；

(3)将反应液降温至15℃，保温静置结晶7h，固液分离，干燥后得到D-泛酸钙固体109.2g。

实施例2

本实施例提供一种D-泛酸钙的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将β-氨基丙酸45g、氧化钙14.5g与甲醇240g混合，在40℃条件下反应4h，反应结束后过滤，滤液(检测水含量为2.60wt％)过脱水树脂柱进行脱水，得到β-氨基丙酸钙的甲醇溶液(检测水含量为0.35wt％)；

取D-泛解酸内酯66.5g溶于65g甲醇中，配制成D-泛解酸内酯的甲醇溶液；

(2)将微通道反应器温度调节至70℃，出口压力0.6MPa，使用注射泵将所述β-氨基丙酸钙的甲醇溶液和D-泛解酸内酯的甲醇溶液注入微通道反应器中进行反应，控制流速使反应时间为30min，待反应器出口降温至30℃后采出反应液；

(3)将反应液降温至15℃，保温静置结晶7h，固液分离，干燥后得到D-泛酸钙固体110.5g。

实施例3

本实施例提供一种D-泛酸钙的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将β-氨基丙酸45g、氧化钙17g与甲醇240g混合，在43℃条件下反应2h，反应结束后过滤，滤液(检测水含量为1.95wt％)过脱水树脂柱进行脱水，得到β-氨基丙酸钙的甲醇溶液(检测水含量为0.26wt％)；

取D-泛解酸内酯67.6g溶于65g甲醇中，配制成D-泛解酸内酯的甲醇溶液；

(2)将微通道反应器温度调节至75℃，出口压力0.55MPa，使用注射泵将所述β-氨基丙酸钙的甲醇溶液和D-泛解酸内酯的甲醇溶液注入微通道反应器中进行反应，控制流速使反应时间为25min，待反应器出口降温至30℃后采出反应液；

(3)将反应液降温至15℃，保温静置结晶7h，固液分离，干燥后得到D-泛酸钙固体109.9g。

对比例1

提供一种D-泛酸钙的制备方法，与实施例2的区别仅在于，微通道反应器内的温度为60℃。

对比例2

提供一种D-泛酸钙的制备方法，与实施例1的区别仅在于，微通道反应器内的温度为90℃。

对比例3

提供一种D-泛酸钙的制备方法，与实施例1的区别仅在于，微通道反应器的出口压力为0.4MPa。

对比例4

提供一种D-泛酸钙的制备方法，与实施例2的区别仅在于，微通道反应器的出口压力为0.7MPa。

对比例5

提供一种D-泛酸钙的制备方法，与实施例1的区别仅在于，微通道反应器内的反应时间为10min。

对比例6

提供一种D-泛酸钙的制备方法，与实施例2的区别仅在于，微通道反应器内的反应时间为40min。

采用液相色谱法对上述实施例和对比例得到的D-泛酸钙产品的纯度进行检测，并计算总收率，结果如下表1所示：

表1

从表1的实验数据可以看出，本发明提供的制备方法得到的D-泛酸钙产品的纯度达到99％以上，总收率达到90％以上。

其中，与实施例1或实施例2相比，对比例1由于反应温度较低，对比例3由于反应压力较低，对比例5由于反应时间较短，均导致β-氨基丙酸钙与D-泛解酸内酯反应不充分，而且反应液较多的原料残留不利于D-泛酸钙的结晶，因此得到的D-泛酸钙产品的纯度和收率明显下降。

与实施例1或实施例2相比，对比例2由于反应温度较高，对比例4由于反应压力较高，对比例6由于反应时间较长，导致副反应增多，因此得到的D-泛酸钙产品的纯度和收率同样明显下降。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种D-泛酸钙的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

以β-氨基丙酸钙和D-泛解酸内酯为原料，甲醇为溶剂，在微通道反应器中，在温度为70-80℃，压力为0.5-0.6MPa的条件下进行反应，生成D-泛酸钙。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

将β-氨基丙酸钙的甲醇溶液与D-泛解酸内酯的甲醇溶液注入微通道反应器中，在温度为70-80℃，压力为0.5-0.6MPa的条件下反应，生成D-泛酸钙。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述β-氨基丙酸钙与D-泛解酸内酯的摩尔比为1:2.02-2.06。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述β-氨基丙酸钙通过如下步骤制备：

将β-氨基丙酸与氧化钙在甲醇中进行反应，反应结束后过滤，滤液脱水，得到β-氨基丙酸钙的甲醇溶液。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述β-氨基丙酸与氧化钙的摩尔比为1:0.5-0.6；

优选地，所述β-氨基丙酸与氧化钙的反应温度为40-45℃；

优选地，所述β-氨基丙酸与氧化钙的反应时间为2-4h；

优选地，所述脱水采用脱水树脂柱进行。

6.根据权利要求2-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述β-氨基丙酸钙的甲醇溶液的含水量在0.5wt％以下。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述β-氨基丙酸钙与D-泛解酸内酯的反应时间为20-30min。

8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在反应结束后放出反应液，经降温结晶，固液分离，干燥后得到D-泛酸钙固体。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述降温结晶的条件为：先降温至10-20℃，然后保温静置结晶6-8h。

10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将β-氨基丙酸与氧化钙与甲醇混合，所述β-氨基丙酸与氧化钙的摩尔比为1:0.5-0.6，在40-45℃条件下反应2-4h，反应结束后过滤，滤液过脱水树脂柱，脱水至含水量在0.5wt％以下，得到β-氨基丙酸钙的甲醇溶液；

(2)将所述β-氨基丙酸钙的甲醇溶液与D-泛解酸内酯的甲醇溶液注入微通道反应器中，所述β-氨基丙酸钙与D-泛解酸内酯的摩尔比为1:2.02-2.06，在温度为70-80℃，压力为0.5-0.6MPa的条件下反应20-30min，生成D-泛酸钙；

(3)放出步骤(2)得到的反应液，降温至10-20℃，保温静置结晶6-8h，固液分离，干燥后得到D-泛酸钙固体。