DE10393642B4

DE10393642B4 - Herstellung von α-Tocopherol

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Publication number: DE10393642B4
Application number: DE10393642.4T
Authority: DE
Inventors: Werner Bonrath; Simone Hoppmann; Alois Haas; Thomas Netscher; Horst Pauling
Original assignee: DSM IP Assets BV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2023-10-01
Also published as: US7153984B2; DE10393642T5; CN1701065A; WO2004046127A1; AU2003270295A1; US20060020139A1; CN1310902C

Abstract

Verfahren zur Herstellung von (all-rac)-α-Tocopherol durch Säure-katalysierte Umsetzung von Trimethylhydrochinon mit Isophytol oder Phytol, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in Gegenwart von Methantrisulfonat als Katalysator in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt wird, wobei die Menge des Methantrisulfonatkatalysators etwa 0,01 mol-% bis etwa 0,1 mol-% der Menge an dem Edukt Trimethylhydrochinon oder Isophytol/Phytol, je nachdem, welches in der geringeren molaren Menge vorliegt, beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von (all-rac)-α-Tocopherol durch die Säure-katalysierte Umsetzung von Trimethylhydrochinon (TMHQ) mit Isophytol (IP) oder Phytol (PH) in einem Lösungsmittel. Bekanntermaßen ist (all-rac)-α-Tocopherol (oder wie es im Stand der Technik meistens bezeichnet wird, „d,l-α-Tocopherol”) ein diastereoisomeres Gemisch aus 2,5,7,8-Tetramethyl-2-(4',8',12'-trimethyl-tridecyl)-6-chromanol (α-Tocopherol), welches das aktivste und industriell wichtigste Mitglied der Vitamin E-Gruppe ist.
Viele Verfahren zur Herstellung von „d,l-α-Tocopherol” (wie es in der nachstehend aufgelisteten Literatur bezeichnet wird) durch die Umsetzung von TMHQ mit IP oder PH in der Gegenwart eines Katalysators oder eines Katalysatorsystems und in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelsystem werden in der Literatur beschrieben. Diese Verfahren gehen zurück auf die Arbeit von Karrer et al., Bergel et al., sowie Smith et al. [siehe Helv. Chim. Acta 21, 520 et seq. (1938), Nature 142, 36 et seq. (1938) bzw. Science 88, 37 et seq. (1938) und J. Am. Chem. Soc. 61, 2615 et seq. (1939)]. Während Karrer et al. die Synthese von d,l-α-Tocopherol aus TMHQ und Phytylbromid in der Gegenwart von wasserfreiem Zinkchlorid durchführten (ZnCl₂; eine Lewis-Säure), verwendeten nicht nur Bergel et al. sondern auch Smith et al. TMHQ und PH als Ausgangsmaterialien. In den folgenden Jahren wurden hauptsächlich Modifikationen, zum Beispiel alternative Lösungsmittel und Lewis-Säuren entwickelt. Aus der Arbeit von Karrer et al. wurde im Jahr 1941 ein technisch interessantes Verfahren zur Herstellung von d,l-α-Tocopherol entwickelt, dass auf der Umsetzung von TMHQ mit IP in der Gegenwart des Katalysatorsystems ZnCl₂/Salzsäure (HCl) basiert ( US Patent 2,411,969 ). Spätere Veröffentlichungen, zum Beispiel die japanischen Patentveröffentlichungen (Kokai) 1985/054380 , 1985/064977 und 1987/226979 [Chemical Abstracts (C. A.) 103, 123731s (1985), C. A. 103, 104799d (1985) bzw. C. A. 110, 39217r (1989)], beschreiben diese Umsetzung in der Gegenwart von Zink und/oder ZnCl₂ und einer Brönsted-(Protonen)-Säure, wie einer Halogenwasserstoffsäure, z. B. HCl, Trichloressigsäure, Essigsäure und dergleichen, insbesondere ZnCl₂/HCl, als das Katalysatorsystem. Nachteile dieser und weiterer veröffentlichter Verfahren im Zusammenhang mit ZnCl₂ in Kombination mit einer Brönstedsäure sind die korrosiven Eigenschaften der Säuren und die Kontamination des Abwassers mit Zinkionen als ein Ergebnis der großen Menge an ZnCl₂, das für die Katalyse erforderlich ist.
Die Herstellung von d,l-α-Tocopherol durch die Umsetzung von TMHQ mit Phytylchlorid, PH oder IP in der Gegenwart von Bortrifluorid (BF₃) oder seinem Etherat (BF₃·Et₂O) wird in den deutschen Patenten 960,720 und 1,015,446 sowie in US Patent 3,444,213 beschrieben. BF₃ hat jedoch auch korrosive Eigenschaften.
Ebenso wird die Umsetzung von TMHQ mit IP oder PH in der Gegenwart einer Lewissäure, zum Beispiel ZnCl₂, BF₃ oder Aluminiumtrichlorid (AlCl₃), einer starken Säure, z. B. HCl, und einem Aminsalz als das Katalysatorsystem in der europäischen Patentveröffentlichung (EP) 100,471 beschrieben. In einer früheren Patentveröffentlichung, DOS 2,606,830, wird das IP oder PH mit Ammoniak oder einem Amin vor der Umsetzung mit TMHQ in der Gegenwart von ZnCl₂ vorbehandelt, und eine Säure erzeugt. In beiden Fällen treten Korrosionsprobleme auf.
Ein weiteres interessantes Verfahren zur Herstellung von d,l-α-Tocopherol aus TMHQ und IP umfasst die Verwendung eines isolierten TMHQ-BF₃- oder -AlCl₃-Komplexes und eines Lösungsmittelgemisches, das eine Nitroverbindung enthält (DOS 1,909,164). Dieses Verfahren vermeidet weitestgehend die Bildung unerwünschter Nebenprodukte, da es milde Reaktionsbedingungen umfasst. Die Ausbeute von d,l-α-Tocopherol aus einem Verfahren, das IP und das Lösungsmittelgemisch Methylenchlorid/Nitromethan verwendet, wird mit 77% angegeben. Die Verwendung eines solchen Lösungsmittelgemisches ist jedoch nachteilig.
Die Herstellung von d,l-α-Tocopherol durch die Umsetzung von TMHQ mit IP unter Verwendung von Kationenaustauschharz-Komplexen von Metallionen (Zn²⁺, Sn²⁺ und Sn⁴⁺) wird in Bull. Chem. Soc. Japan 50, 2477 bis 2478 (1977) offenbart; abgesehen von anderen Nachteilen, wird das Produkt in nicht zufriedenstellenden Ausbeuten erhalten.
Die Verwendung makroretikulärer Ionenaustauscher, z. B. Amberlyst^® 15, als Katalysator für die Umsetzung von TMHQ mit IP wird in US Patent 3,459,773 beschrieben. Das d,l-α-Tocopherol konnte jedoch nicht mit der erforderlichen Reinheit erhalten werden.
EP 603,695 beschreibt die Herstellung von d,l-α-Tocopherol in flüssigem oder superkritischem Kohlendioxid durch die Reaktion von TMHQ mit IP oder PH in der Gegenwart von sauren Katalysatoren, wie ZnCl₂/HCl und Ionenaustauschern. Die angegebenen Ausbeuten sind nicht zufriedenstellend.
Die Umsetzung in der Gegenwart eines Katalysatorsystems, das aus Eisen(II)chlorid, metallischem Eisen und HCl-Gas oder wässeriger Lösung besteht, wird in DOS 2,160,103 und US Patent 3,789,086 beschrieben. Die Bildung von weniger Nebenprodukten ist im Vergleich zu dem zuvor genannten Verfahren, das ZnCl₂/HCl verwendet, vorteilhaft. Die Korrosionsprobleme und die Chloridkontamination sind jedoch genauso nachteilig.
Eine interessante Alternative für die Umsetzung von TMHQ mit IP zu d,l-α-Tocopherol umfasst die Verwendung von Trifluoressigsäure oder ihrem Anhydrid als Katalysator ( EP 12824 ). Obgleich in diesem Verfahren die Vermeidung von HCl erreicht wird, ist der Katalysator relativ teuer.
Die Verwendung der Heteropolysäure 12-Wolframatophosphor- oder 12-Wolframatokieselsäure, als Katalysator für die Umsetzung von TMHQ mit IP wurde zum ersten Mal in React. Kinet. Catal. Lett. 47(1), 59 bis 64 (1992) beschrieben. d,l-α-Tocopherol konnte unter Verwendung verschiedener Lösungsmittel mit einer etwa 90%igen Ausbeute erhalten werden.
Ein weiteres Verfahren, das in der Literatur [ EP 658,552 ; Bull. Chem. Soc. Japan 68, 3569 bis 3571 (1995)] für die Synthese von d,l-α-Tocopherol beschrieben wird basiert auf der Verwendung verschiedener Lanthanoid-Trifluormethansulfonate (Triflate), z. B. Scandium-trifluormethansulfonat, als Katalysator für die Umsetzung. Mit bis zu etwa 10% Überschuss an IP ergibt dieses Verfahren Ausbeuten von bis zu 98%.
Die Verwendung von Ionen-ausgetauschtem Bentonit, Montmorillonit oder Saponit durch die Behandlung mit beispielsweise Scandiumchlorid und anderen Metallsalzen (Yttrium, Lanthanum usw.) als Katalysator für die Umsetzung von TMHQ mit IP oder PH bedarf nachteiligerweise einer großen Menge an Katalysator [ EP 677,520 ; Bull. Chem. Soc. Japan 69, 137 bis 139 (1996)].
Gemäß den Beispielen von EP 694,541 kann die Umsetzung von TMHQ mit IP zu α-Tocopherol in hohen Ausbeuten und mit einer hohen Produktreinheit erreicht werden, wenn solche Lösungsmittel wie Carbonatester, Fettsäureester und bestimmte gemischte Lösungsmittelsysteme eingesetzt werden, wobei die exemplarisch dargestellte Katalyse durch ZnCl₂/HCl bewirkt wird. Nachteile dieses Verfahrens sind zusätzlich zu der Kontamination von Abwasser durch Zinkionen, die üblicherweise große „Katalysatormenge” an ZnCl₂, die verwendet wird.
Gemäß WO 97/28151 kann die Säure-katalysierte Umsetzung von TMHQ mit IP in einem cyclischen Carbonat oder α-Lacton als Lösungsmittel durchgeführt werden. Der bevorzugte Katalysator ist ein Gemisch aus Orthoborsäure und Oxal-, Wein- oder Zitronensäure, oder Bortrifluoridetherat.
WO 98/21197 beschreibt die Herstellung von d,l-α-Tocopherol aus TMHQ und IP unter Verwendung von Bis(trifluormethylsulfonyl)imid oder einem Metallsalz hiervon, gegebenenfalls zusammen mit einer starken Brönstedsäure, als Katalysator in aprotischen Lösungsmitteln wie aliphatischen und cyclischen Ketonen oder Estern und aromatischen Kohlenwasserstoffen.
Unter Verwendung derselben Art von Bis(trifluormethylsulfonyl)imid-Katalysator ist in EP 1,000,940 gezeigt worden, dass das d,l-α-Tocopherol-Herstellungsverfahren auch in superkritischem Kohlendioxid oder Stickstoff(I)-oxid als das Lösungsmittel realisiert werden kann.
Aus der vorstehenden Übersicht ist ersichtlicht, dass die meisten der bereits bekannten Verfahren beträchtliche Nachteile aufweisen. So treten in allen Verfahren, in denen Säurekatalysatoren wie Bortrifluorid verwendet werden, Korrosionsprobleme auf. Es treten ebenso Toxizitätsprobleme mit den Bortrifluoridaddukten auf, und wenn Eisen oder Zink verwendet werden, gibt es eine Kontamination des Abwassers mit den Metallionen, was heutzutage nicht länger akzeptabel ist. In einigen Verfahren ist die Bildung von unerwünschten Nebenprodukten, zum Beispiel Phytyltoluolen, Chlorphytolen und Produkten der Dehydratisierung von IP oder PH, das heißt, so genannter Phytadiene, ein besonders ernstes Problem: die Selektivität der Umsetzung ist nicht zufriedenstellend. In den meisten Fällen sind die Ausbeuten nicht zufriedenstellend.
EP 1,134,218 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von (all-rac)-α-Tocopherol durch die säurekatalysierte Kondensation von Trimethylhydrochinon mit Isophytol oder Phytol durch Ausführen der Kondensation in Gegenwart eines Tris(perfluoroalkansulphonyl- oder pentafluorobenzolsulphonyl)methans, oder eines Metallsalzes davon, als Katalysator in einem organischen Lösungsmittel.
US 3,082,258 offenbart ein Verfahren zur Alkylierung von Phenolen mit mindestens einem aromatischen Wasserstoffatom, wobei der Phenol und ein Olefin in alkylierenden Bedingungen in Gegenwart einer katalytischen Menge einer Alkansulfonsäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methandisulfonsäure und Methantrisulfonsäure umgesetzt werden.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von (all-rac)-α-Tocopherol durch die Umsetzung von Trimethylhydrochinon mit Isophytol oder Phytol in der Gegenwart eines Katalysators und in einem Lösungsmittel bereitzustellen, das die Nachteile der bereits bekannten Verfahren nicht aufweist. Unter Berücksichtigung dessen ist es notwendig, dass der verwendete Katalysator keine oder zumindest eine stark verminderte korrosive Wirkung hat, nicht toxisch ist, die Umgebung nicht kontaminiert, z. B. mit chlorierten Nebenprodukten oder Schwermetallionen, und die gewünschte Umsetzung so selektiv wie möglich katalysiert, wobei so wenig wie möglich solcher Nebenprodukte wie Phytadiene erzeugt werden, und hohe Ausbeuten erzeugt. Ferner sollte der Katalysator seine Wirkung in kleinen, wirklich katalytischen Mengen zeigen und sollte ohne weiteres abtrennbar und mehrmals wieder verwendbar sein.
Diese Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Durchführung der Umsetzung von Trimethylhydrochinon mit Isophytol oder Phytol in der Gegenwart von Methantrisulfonat, der Formel CH(SO₃H)₃, als dem Katalysator in einem organischen Lösungsmittel erreicht, wobei die Menge des Methantrisulfonatkatalysators etwa 0,01 mol-% bis etwa 0,1 mol-% der Menge an dem Edukt Trimethylhydrochinon oder Isophytol/Phytol, je nachdem, welches in der geringeren molaren Menge vorliegt, beträgt.
Demgemäss betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von (all-rac)-α-Tocopherol durch die Säure-katalysierte Umsetzung von Trimethylhydrochinon mit Isophytol oder Phytol, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Umsetzung in einem organischen Lösungsmittel in Gegenwart von Methantrisulfonat als dem Katalysator durchgeführt wird.
Methantrisulfonat, die Verbindung, die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung als der Katalysator verwendet wird, ist eine bekannte Verbindung und kann aus Aceton oder Acetanilid in Oleum hergestellt werden, wie z. B. in J. Prakt. Chem. 336, 373 bis 374 (1994) beschrieben. Die Azidität dieser und weiterer Alkanpolysulfonate wird in Z. Naturforsch. 51b, 1691 bis 1700 (1996) offenbart: siehe Verbindung 24 in Tabelle II dort.
Im Prinzip können alle Arten von Lösungsmitteln, die für Friedel-Krafts-Reaktionen verwendbar sind, als die Lösungsmittel in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Geeigneterweise werden jedoch insbesondere polare aprotische organische Lösungsmittel verwendet, wie Dialkyl- und Alkylencarbonate, z. B. Dimethyl- und Diethylcarbonat, und Ethylen, Propylen bzw. 1,2-Butylencarbonat; aliphatische Ester, z. B. Butylacetat; aliphatische Ketone, z. B. Diethylketon; und Lactone, z. B. γ-Butyrolacton; und Gemische aus zwei oder mehr solcher Lösungsmittel. Am stärksten bevorzugt sind biphasische Lösungsmittelsysteme, die einerseits ein polares aprotisches organisches Lösungsmittel und andererseits ein nicht polares aprotisches organisches Lösungsmittel umfassen, wobei Beispiele für das letztere vor allem aliphatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Alkane, sind. Besonders bevorzugt sind solche biphasischen Lösungsmittelsysteme, die Ethylencarbonat oder Propylencarbonat oder 1,2-Butylencarbonat, oder ein Gemisch aus zwei oder allen drei dieser polaren aprotischen organischen Lösungsmittel, als die eine Phase (polares aprotisches organisches Lösungsmittel), und Hexan, Heptan oder Octan als die andere Phase (nicht polares aprotisches organisches Lösungsmittel), insbesondere Ethylencarbonat und Heptan, Propylencarbonat und Heptan, und ein Gemisch aus Ethylen- und Propylencarbonat und Heptan umfassen.
Die Menge des Methantrisulfonatkatalysators beträgt etwa 0,01 mol-% bis etwa 0,1 mol-%, bevorzugt etwa 0,0125 mol-% bis etwa 0,08 mol-%, der Menge an dem Edukt Trimethylhydrochinon oder Isophytol/Phytol, welches auch immer in der geringeren molaren Menge vorliegt, im allgemeinen das Isophytol oder Phytol.
Das Verfahren wird günstigerweise bei Temperaturen von etwa 80°C bis etwa 160°C, bevorzugt etwa 90°C bis etwa 150°C, insbesondere von etwa 100°C bis etwa 142°C bewirkt.
Ferner beträgt das Molverhältnis von Trimethylhydrochinon zu Isophytol oder Phytol günstigerweise etwa 1,25:1 bis etwa 2,2:1, bevorzugt etwa 1,5:1 bis etwa 2:1.
Wenn das Verfahren in einem biphasischen Lösungsmittelsystem durchgeführt wird, insbesondere in einem, das aus einem polaren aprotischen organischen Lösungsmittel, wie und bevorzugt einem cyclischen Carbonat, z. B. Ethylencarbonat, Propylencarbonat, 1,2-Butylencarbonat oder einem Gemisch aus zwei oder allen drei dieser cyclischen Carbonate, und einem nicht polaren aprotischen organischen Lösungsmittel wie einem aliphatischen Kohlenwasserstoff, z. B. Hexan, Heptan oder Octan, besteht, dann wird das Volumenverhältnis des nicht polaren Lösungsmittels zu dem polaren Lösungsmittel günstigerweise im Bereich von etwa 1:10 bis etwa 5:1, bevorzugt 1:3 bis etwa 5:1, am stärksten bevorzugt von etwa 1:1,25 bis etwa 2:1 liegen. Wenn überdies Gemische, die Ethylencarbonat und Propylencarbonat umfassen, für die eine Phase verwendet werden, liegt das Volumenverhältnis von Ethylencarbonat zu Propylencarbonat geeigneterweise im Bereich von etwa 1:100 bis etwa 100:1, bevorzugt etwa 1:10 bis etwa 10:1, am stärksten bevorzugt etwa 1:1.
Es werden günstigerweise etwa 0,5 bis 2 ml, bevorzugt etwa 0,75 bis 1,25 ml, am stärksten bevorzugt etwa 0,9 bis 1,1 ml, eines polaren aprotischen organischen Lösungsmittels pro mmol Trimethylhydrochinon verwendet.
Das Verfahren wird günstigerweise unter einer Inertgasatmosphäre, bevorzugt gasförmigem Stickstoff oder Argon, durchgeführt.
Die tatsächliche Reaktion dauert im allgemeinen etwa 0,5 bis etwa 2,5 Stunden, bevorzugt etwa 0,75 bis 1,5 Stunden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann diskontinuierlich oder kontinuierlich, und im allgemeinen verfahrenstechnisch gesehen auf eine sehr einfache Art und Weise durchgeführt werden, zum Beispiel durch die Zugabe von Isophytol oder Phytol, als solches oder in Lösung, portionsweise zu einem Gemisch aus dem Katalysator, dem Trimethylhydrochinon und dem Lösungsmittel, z. B. dem biphasischen Lösungsmittelsystem. Der Katalysator kann in fester Form oder bevorzugt als eine wässerige Lösung zugegeben werden. Die Geschwindigkeit, mit der das Isophytol oder Phytol zugegeben wird, ist nicht kritisch. Günstigerweise werden Isophytol oder Phytol, bevorzugt als solche, kontinuierlich über einen Zeitraum von etwa 5 Minuten bis etwa 1 Stunde, bevorzugt etwa 10 bis 30 Minuten zugegeben. Nach Beendigung der Isophytol/Phytol-Zugabe und einer entsprechenden anschließenden Reaktionszeit kann die Aufarbeitung durch Verfahren, die herkömmlicherweise in der organischen Chemie verwendet werden, durchgeführt werden.
Wenn gewünscht kann das erhaltene (all-rac)-α-Tocopherol in sein Acetat, Succinat, Poly(oxyethylen)succinat, Nicotinat und weitere bekannte Anwendungsformen durch Standardverfahren umgewandelt werden [siehe zum Beispiel die 5. Edition von Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Bd. A 27, Seiten 484 bis 485 (VCH Verlagsgesellschaft mbH, D-69451 Weinheim, 1996)].
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht, dass der verwendete Katalysator einfach abgetrennt und mehrere Male wieder verwendet werden kann. Weitere Vorteile bei der Verwendung des Katalysators in dem Verfahren sind die hohen Ausbeuten an dem Verfahrensprodukt (all-rac)-α-Tocopherol, die Vermeidung von Korrosion, die Vermeidung von Abwasserkontamination mit Schwermetallionen, die hohe Selektivität sowie die ermöglichte leichte Isolierung des erzeugten (all-rac)-α-Tocopherols aus dem Gemisch nach der Reaktion.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durch das folgende Beispiel veranschaulicht:
Beispiel 1
7,55 g (50 mmol) Trimethylhydrochinon (Reinheit 99,7%), 40 g Ethylencarbonat (oder Propylencarbonat) und 50 ml Heptan wurden in einen 200 ml-Vierhalskolben gegeben, der mit einem Rückflusskondensator, einem Wasserabscheider, einem mechanischen Rührer und einer Vorrichtung zum Einleiten von Argon ausgestattet ist, und auf Rückflusstemperatur (Badtemperatur 140°C) unter einer Argonatmosphäre erhitzt. Nach der Zugabe von Methantrisulfonat in Form einer wässerigen Lösung (für 0,05 mol-% CH(SO₃H)₃ wurden, basierend auf der molaren Menge des anschließend zugegebenen Isophytols 4,23 mg = 391 μl Katalysator verwendet), wurden 12,026 ml (33 mmol) Isophytol mit einer Geschwindigkeit von 0,6 ml/Minute zugegeben. Somit betrug das Volumenverhältnis von Trimethylhydrochinon zu Isophytol etwa 1,5:1. Danach wurde das Heptan abdestilliert und das Gemisch wurde für 30 Minuten auf 125 bis 130°C erhitzt, dann auf 80°C abgekühlt. 50 ml Heptan wurden zu der Ethylencarbonatphase zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde weitere 10 Minuten bei 50°C gerührt. Die Heptanschicht wurde dann abgetrennt und unter vermindertem Druck verdampft, wodurch (all-rac)-α-Tocopherol als ein viskoses Öl in einer Ausbeute erhalten wurde, die in den Tabellen 1 und 2 gezeigt wird, worin EC Ethylencarbonat, PC Propylencarbonat und IP Isophytol darstellt: Tabelle 1

Menge an Katalysator (mol-%, bezogen auf IP) Lösungsmittel Ausbeute (%)

0,16 EC + Heptan 98,2

0,056 EC + Heptan 97,2

0,05 EC + Heptan 95,3

0,05 PC + Heptan 91,2

Tabelle 2

Verhältnis EC:Heptan (g:ml) Dauer der Zugabe von IP in Minuten Ausbeute (%)

10:80 20 99,2

10:80 60 97,7

20:70 20 96,1

10:50 20 92,4

20:50 20 94,5

40:50 20 95,3
Wenn gewünscht, kann das Rohprodukt durch Standardverfahren in sein Acetat umgewandelt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von (all-rac)-α-Tocopherol durch Säure-katalysierte Umsetzung von Trimethylhydrochinon mit Isophytol oder Phytol, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in Gegenwart von Methantrisulfonat als Katalysator in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt wird, wobei die Menge des Methantrisulfonatkatalysators etwa 0,01 mol-% bis etwa 0,1 mol-% der Menge an dem Edukt Trimethylhydrochinon oder Isophytol/Phytol, je nachdem, welches in der geringeren molaren Menge vorliegt, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel ein polares aprotisches organisches Lösungsmittel wie ein Dialkyl- oder Alkylencarbonat, z. B. Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Ethylencarbonat, Propylencarbonat oder 1,2-Butylencarbonat; ein aliphatischer Ester, z. B. Butylacetat; ein aliphatisches Keton, z. B. Diethylketon; oder ein Lacton, z. B. γ-Butyrolacton; oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren solcher Lösungsmittel oder ein Zweiphasenlösungsmittelsystem ist, das ein polares aprotisches organisches Lösungsmittel, wie eines oder ein Gemisch aus mehreren der zuvor genannten, und ein nicht polares aprotisches organisches Lösungsmittel wie ein Alkan, z. B. Hexan, Heptan oder Octan, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Lösungsmittel ein biphasisches Lösungsmittelsystem ist, das Ethylencarbonat, Propylencarbonat oder 1,2-Butylencarbonat, oder ein Gemisch aus zwei oder allen drei dieser polaren aprotischen organischen Lösungsmittel, als die eine Lösungsmittelphase, und Hexan, Heptan oder Octan als die andere Lösungsmittelphase (nicht polares aprotisches organisches Lösungsmittel) umfasst, insbesondere ein biphasisches Lösungsmittelsystem aus Ethylencarbonat und Heptan, aus Propylencarbonat und Heptan oder aus einem Gemisch aus Ethylen- und Propylencarbonat und Heptan.
Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei das Lösungsmittel ein biphasisches Lösungsmittelsystem ist, bei dem das Volumenverhältnis des nicht polaren aprotischen organischen Lösungsmittels zu dem polaren aprotischen organischen Lösungsmittel im Bereich von etwa 1:10 bis etwa 5:1, bevorzugt 1:3 bis etwa 5:1, am stärksten bevorzugt etwa 1:1,25 bis etwa 2:1 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Menge des Methantrisulfonatkatalysators etwa 0,0125 mol-% bis etwa 0,08 mol-% der Menge an dem Edukt Trimethylhydrochinon oder Isophytol/Phytol, je nachdem, welches in der geringeren molaren Menge vorliegt, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Molverhältnis von Trimethylhydrochinon zu Isophytol oder Phytol etwa 1,25:1 bis etwa 2,2:1, bevorzugt etwa 1,5:1 bis etwa 2:1 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Reaktion bei Temperaturen von etwa 80°C bis etwa 160°C, bevorzugt etwa 90°C bis etwa 150°C, insbesondere von etwa 100°C bis etwa 142°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei etwa 0,5 bis 2 ml, bevorzugt etwa 0,75 bis 1,25 ml, am stärksten bevorzugt etwa 0,9 bis 1,1 ml, eines polaren aprotischen organischen Lösungsmittels pro mmol Trimethylhydrochinon verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren unter einer Inertgasatmosphäre, bevorzugt gasförmigem Stickstoff oder Argon, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verfahren diskontinuierlich oder kontinuierlich, und durch Zugabe von Isophytol oder Phytol, als solches oder in Lösung, portionsweise zu einem Gemisch aus dem Katalysator, dem Trimethylhydrochinon und dem Lösungsmittel durchgeführt wird.