CN1198812C - 用古龙酸制备粗维生素c的方法 - Google Patents
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Abstract
用古龙酸制备粗维生素C的新方法，包括以古龙酸为原料，经催化酯化、转化、酸化工序，其特征在于将古龙酸、氯化氢、甲醇、碳酸氢钠按重量比：1∶0.003-0.015∶3-5∶0.4-0.5投料搅拌后，升温至66-68℃，回流2-5小时，得古龙酸甲酯溶液，然后降温至50℃以下，加入活性碳酸氢钠升温回流2-4小时，得Vc-Na甲醇液，降温过滤得Vc-Na固体，再用其2-3倍量去离子水溶解后，用阳离子树脂柱进行酸化，收集pH1.5-1.7的流出液，加炭脱色后过滤，结晶得粗维生素C。本发明方法解决了现工艺中用硫酸为催化剂或以阳离子树脂为催化剂所存在的种种弊端，具有提高产品质量、产品吸率的双重作用，并可改善操作环境，减轻劳动强度，减少工艺步骤，降低成本。
Description
技术领域 本发明涉及一种以古龙酸为起始原料，经催化酯化、转化、酸化制备粗维生素C的新方法，属于化学合成领域。
背景技术 维生素C是世界卫生组织和联合国工业发展组织共同确定的26种基本药物之一，是人体必需而自身不能合成的营养成份，其防病保健功能及辅助治疗作用对人们健康起到越来越重要的作用，因此，维生素C的生产规模不断扩大，工艺技术在不断改进。
维生素C，化学名：3-氧代-L古龙糖酸呋喃内酯，3-oxo-L-gulofuranolactonl
异名：抗坏血酸，Ascorbic acid
结构式
分子式及分子量：C6H8O6＝176.13
目前，维生素C生产有一步发酵法和二步发酵法。二步发酵法生产维生素C有酸转化或碱转化方法。碱转化法中古龙酸酯化和转化是制备粗品维生素C的关键反应步骤。石家庄第一制药厂1997年5月16日申请的专利(CN 1199734A)提供了一种古龙酸制备粗维生素C的方法，即：以古龙酸为原料，以浓硫酸为催化剂，在甲醇液中进行酯化反应，然后加碳酸氢钠处理酯化液，以除掉硫酸根离子(-SO-2 4)，将生成的Na2SO4滤掉，滤液中再加入碳酸氢钠进行碱转化，分离出的固体物用去离子水溶解配成10-30％水溶液，经大孔阳离子树脂交换，交换液脱色、浓缩、结晶即得粗维生素C。此方法有很多优点，但也存在以下不足：1、以硫酸为催化剂，在进行碱转化前，需增加用碳酸氢钠除硫酸根(-SO2 4)的反应步骤和过滤步骤，不仅延长了生产周期，而且造成人力和物力的浪费，热滤时的甲醇对环境也造成污染；2、酯化液中若硫酸根处理不净，还会影响粗维生素C的质量和收率。
实际生产中也有采用树脂替代硫酸催化的工艺。树脂催化便于回收套用，不易混入下步反应，是比较理想的催化剂，但该方法对古龙酸的质量要求苛刻，否则极易出现催化剂中毒失活问题，干扰生产的正常进行；另外采用树脂作催化剂，也需要进行相应的处理步骤，比较烦琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以古龙酸为原料，以氯化氢为催化剂进行酯化、转化、酸化，制备粗维生素C的新方法，以克服现有技术存在的上述不足。
本发明的技术方案是：
将古龙酸、催化剂氯化氢按比例加入甲醇中，搅拌，升温至66-68℃，回流2-5小时，得古龙酸甲酯溶液，然后降温至50℃以下，加入活性碳酸氢钠，升温回流2-4小时，得维生素C-Na甲醇液，降温至0-5℃，过滤，得维生素C-Na固体，用其湿品重量的2-3倍去离子水溶解后，用阳离子树脂柱进行酸化，收集PH1.5-1.7的流出液，加炭脱色后过滤，浓缩、结晶，即得粗维生素C。
其中：(1)古龙酸∶氯化氢∶甲醇∶碳酸氢钠，按重量比为：1∶0.003-0.015∶3-5∶0.4-0.5
(2)所用催化剂为氯化氢HCl，可以盐酸形式加入：浓度为32-38％、也可以盐酸甲醇形式加入、或以气体形式通入。
本发明的工艺路线可以简略如下：
利用本发明提供的方法，既可提高酯化收率及粗维生素C的总收率，平均3-5％，降低成本，又可大大提高粗维生素C的质量，使其具有色泽好、存放时间长的优点；另外，采用本发明还可以减化操作步骤，省去碱转化前用碳酸氢钠除去硫酸根的反应和过滤步骤，没有甲醇污染，节约设备和能源，降低操作人员的劳动强度。
具体实施方式
实例(1)
仪器：磨口三颈瓶(500ml)、回流冷却器、密封搅拌
在无水条件下先加入无水甲醇280ml，开始搅拌。然后加入合格古龙酸80g，及催化剂工业盐酸1.6ml(盐酸折纯量0.6g，相当0.0075重量比)，水浴加热升温至66-68℃全回流3.5h，进行酯化反应，得到古龙酸甲酯。在同一反应器内将古龙酸甲酯液降温至50℃以下，缓慢加入活性碳酸氢钠33.6g，缓慢升温至66-68℃全回流3.5h进行碱转化反应，反应结束后降温至0-5℃过滤、干燥，得到碱化转化产品Vc-Na，得量82.2g，含量90.2％。然后将Vc-Na加去离子水配成20％的Vc-Na水溶液，走树脂柱进行酸化，收集pH1.5-1.7流出液，加活性炭脱色、过滤、滤液浓缩、结晶，得粗品Vc，其母液浓缩进行粗Vc的二次回收。最后Vc粗品总收率较用硫酸为催化剂的平行对照试验提高收率2.5％。树脂柱可选用732型阳离子树脂，或者大孔阳离子树脂。
实例(2)
在无水条件下先加入无水甲醇240ml，开始搅拌，然后加入合格古龙酸80g及催化剂工业盐酸2.0ml(盐酸折纯量0.74g相当于重量比0.0093)，水浴加热升温至66-68℃，全回流3h进行酯化反应，得到古龙酸甲酯。在同一反应器内将古龙酸甲酯液降温至45℃，缓慢加入活性碳酸氢钠36.8g，缓慢升温至66-68℃，全回流3h，进行碱转化反应，反应结束后降温至5-0℃，过滤、干燥，得到酯化转化产品Vc-Na，得量82.0g含量98.8％；酸化操作同例1，不同之处在于Vc-Na配成25％水溶液，粗Vc总收率高于硫酸为催化剂的对照试验总收率2％。
实例(3)
在无水条件下先加入无水甲醇320ml，开始搅拌，然后加入合格古龙酸80g及催化剂工业盐酸2.4ml(盐酸折纯量0.89g，相当于重量比0.011)，水浴加热升温至66-68℃，全回流3h进行酯化反应，得到古龙酸甲酯。在同一反应器内将古龙酸甲酯液降温至40℃，缓慢加入活性碳酸氢钠38.4g，缓慢升温至66-68℃，全回流3h，进行碱转化反应，反应结束后降温至5-0℃，过滤、干燥，得到酯化转化产品Vc-Na，得量83.5g，含量90.9％；酸化操作同例1，不同之处在于Vc-Na配成30％水溶液，粗Vc总收率高于对照试验总收率4.5％。
实例(4)
在无水条件下先加入无水甲醇450ml、合格古龙酸100g及催化剂工业盐酸1.0ml(盐酸折纯量0.35g相当于重量比0.0035)，水浴加热升温至66-68℃，全回流2.5h进行酯化反应，得到古龙酸甲酯。在同一反应器内将古龙酸甲酯液降温至45℃，缓慢加入活性碳酸氢钠42g，缓慢升温至66-68℃，全回流3h，进行碱转化反应，反应结束后降温至5-0℃，过滤、干燥，得到酯化转化产品Vc-Na，得量102.5g，含量90.9％；酸化操作同例1，粗Vc总收率高于对照试验的总收率4.1％
实例(5)
在无水条件下先加入无水甲醇500ml，然后加入合格古龙酸100g及催化剂工业盐酸4.0ml(盐酸折纯量1.49g，相当于重量比0.0149)，水浴加热升温至66-68℃，全回流2h，进行酯化反应，得到古龙酸甲酯。在同一反应器内将古龙酸甲酯液降温至40℃，缓慢加入活性碳酸氢钠50g，缓慢升温至66-68℃，全回流2.5h，进行碱转化反应，反应结束后降温至5-0℃，过滤、干燥，得到酯化转化产品Vc-Na，得量102.8g含量91.2％；酸化操作同例2，收率提高4.0％。
实例(6)
在无水条件下先加入盐酸含量为0.2％的盐酸甲醇液240ml(盐酸的析纯量为0.48g，相当于重量比0.006)，开始搅拌，然后加入合格古龙酸80g，水浴加热升温至66-68℃，全回流3h进行酯化反应，得到古龙酸甲酯。在同一反应器内将古龙酸甲酯液降温至50℃，缓慢加入活性碳酸氢钠36g，缓慢升温至66-68℃，全回流3h，进行碱转化反应，反应结束后降温至5-0℃，过滤、干燥，得到酯化转化产品Vc-Na，得量83g含量90.8％；酸化操作同例3，收率提高4.7％。
实例(7)
在无水条件下先加入盐酸含量0.175％的盐酸甲醇液320ml(盐酸析纯量0.56g相当于重量比0.007)，开始搅拌，然后加入合格古龙酸80g，水浴加热升温至66-68℃，全回流3h，进行酯化反应，得到古龙酸甲酯。在同一反应器内将古龙酸甲酯液降温至45℃，缓慢加入活性碳酸氢钠35.4g，缓慢升温至66-68℃，全回流3h，进行碱转化反应，反应结束后降温至5-0℃，过滤、干燥，得到酯化转化产品Vc-Na，得量82.5g含量92.4％；酸化操作同例1，收率提高5.2％。
实例(8)
其他条件同例4，不同在于催化剂采用干燥氯化氢气体，用转子流量计计量，将氯化氢通入古龙酸甲醇液中(其通入量相当重量为0.35g)，Vc-Na得量103.2g，含量92.8％；酸化操作同例2，收率提高5.4％。
实例(9)
其他条件同例5，催化剂条件同例8，其量同例5，通入量重量为1.49g，Vc-Na得量103.8g，含量92.2％；酸化操作同例2，收率提高6.0％。
Claims (4)
1、一种用古龙酸制备粗维生素C的方法，其特征在于将古龙酸、催化剂氯化氢按比例加入甲醇中，搅拌，升温至66-68℃，回流2-5小时，得古龙酸甲酯溶液，然后降温到50℃以下，加入活性碳酸氢钠升温回流2-4小时，得Vc-Na甲醇液，降温到0-5℃过滤得Vc-Na固体，用其湿品重量的2-3倍去离子水溶解后，用阳离子树脂柱进行酸化，收集PH1.5-1.7流出液，加炭脱色过滤、浓缩、结晶，即得粗维生素C；
其中：古龙酸∶氯化氢∶甲醇∶碳酸氢钠，按重量比为：
1∶0.003-0.015∶3-5∶0.4-0.5。
2、一种如权利要求1所述的方法，其特征在于催化剂氯化氢可以盐酸形式加入，也可以盐酸甲醇形式加入，或以气体形式通入，其折纯量在限定重量配比范围内。
3、一种如权利要求1所述的方法，其特征在于催化剂所用盐酸可选用浓度为32-38％，其折纯量与权利1所限重量范围一致。
4、一种如权利1所述的方法，其特征在于阳离子树脂可选用732型阳离子树脂，也可选用大孔阳离子树脂。
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