DE2208795A1 - Verfahren zur Herstellung von d,lalpha-Tocopherolen und ihre Verwendung als Futtermittelz usatz - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von d,lalpha-Tocopherolen und ihre Verwendung als Futtermittelz usatz

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DE2208795A1 DE19722208795 DE2208795A DE2208795A1 DE 2208795 A1 DE2208795 A1 DE 2208795A1 DE 19722208795 DE19722208795 DE 19722208795 DE 2208795 A DE2208795 A DE 2208795A DE 2208795 A1 DE2208795 A1 DE 2208795A1
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Description

, " Verfahren zur Herstellung von d,l-a-Tocopherolen und ihre
Verwendung als Futtermittelzusatz "
Priorität: 25. Februar 1971, V.St.A., Nr. 119 048
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von d,l-a-Tocopherolen und ihre Verwendung als Futtermittelzusatz.
Es ist bekannt, d,l-oc-Tocopherole durch Kondensation von Trimethy!hydrochinon und Phytol oder Phytolderivaten in Gegenwart von Lösungsmitteln und eines sauren Kondensationsmittels herzustellen. Als saure Kondensationsmittel werden entweder Lewis-Säuren, v/ie Zinkchlorid und Bortribromid, starke anorganische Säuren, wie Schwefelsäure und Salzsäure, oder starke organische Säuren, wie p-Toluolsulfonsäure,verwendet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von d,l-a-Tocopherolen zu schaffen, mit dem größere Ausbeuten und reinere Produkte erhalten werden, als es nach den bekannten Verfahren der Fall ist. Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
209836/12A0
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von d,l-a-Tocopherolen durch Kondensation von Trimethylhydro-
Isophytol
chinon mit PhytolvOder Phytolderivaten in Gegenv/art eines sauren Kondensationsmittels und eines inerten Lösungsmittels, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung in Gegenv/art ^ines Gemisches aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einer starken Säure durchführt.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß durch gleichzeitige Verwendung von mindestens zwei an sich bekannten sauren Kondensationsmitteln in dem an sich bekannten Verfahren zur Herstellung von d,l-a-Tocopherolen reinere Produkte und höhere Ausbeuten erhalten werden. Die gemeinsam verwendeten Kondensationsmittel zeigen also überraschenderweise eine synergistische Wirkung.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Trimethylhydrochinon und ein inertes organisches Lösungsmittel zusammen mit einem Geraisch von mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einer starken anorganischen oder organischen Säure in ein Reaktionsgefäß gebracht und unter Rückfluß gekocht. So-
Isophytol
dann wird Phytol^/oder ein Phytolderivat langsam zugesetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch unter Rückfluß gekocht. Gegebenenfalls kann zur Herstellung eines Essigsäure-d,la-tocopherylesters Essigsäureanhydrid zugesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es ein Einstufenverfahren ist und hohe Ausbeuten an reinen djl-a-Tocopherolen liefert.
209836/12 4 0
220879S
Als Phytolkomponente können verwendet v/erden: Phytol, Isophytol, Phytadien, Phytylchlorid, Phytylbromid, Essigsäurephytylester, Phytylrnethyläther, Phytolderivate und substituierte Phytole. Vorzugsweise wird Isophytol verwendet.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können inerte ' organische Lösungsmittel verwendet werden, deren Siedepunkte unterhalb der Siedepunkte der Reaktanten und des Produktes liegen. Geeignete inerte Lösungsmittel sind aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 12 oder mehr Kohlenstoffatomen, wie n-Heptan, Carbonsäuren mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure und Capronsäure, aromatische Lösungsmittel, wie Xylol, Benzol und Toluol, oder Äther, wie Diisopropyläther, Dioxan und Tetrahydrofuran.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete saure Kondensationsmittelgemisch besteht aus zwei Säuren, von denen eine eine Lewis-Säure und die andere eine starke organische oder anorganische Säure sein muß. Geeignete Lewis-Säuren sind beispielsweise Bortrifluorid, Bortribromid, Aluminiumchlorid, Aluminiumbromid, ZinkChlorid oder der Komplex aus Bortrifluorid und Phosphorsäure. Vorzugsweise wird als Lewis-Säure Zinkchlorid ' verwendet.
Geeignete starke Säuren sind beispielsweise Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, p-Toluolsulfonsäure, Natriumhydrogensulfat und Gemische derselben. Vorzugsweise werden Schwefelsäure, p-Toluolsulfonsäure oder Natriumhydrogensulfat verwendet. Besonders bevorzugt wird Natriumhydrogensulfat.
209836/1240
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden etwa 0,9 Ms 1,1 Mol, vorzugsweise etwa 1,0 Mol, Trimethylhydrochinon mit etwa 0,9 bis 1,1 'Mol, vorzugsweise etwa 1,0 Mol, Phytol oder einem substituierten Phytol in Gegenwart von 0,1 bis 1,5 Mol, vorzugsweise 0,35 bis 0,75 Mol,des sauren Kondensationsmittelgemisches umgesetzt. Die Menge des Lösungsmittels ist nicht kritisch, jedoch ist eine gewisse Mindestmenge zur Durchführung der Reaktion notwendig. Das Molverhältnis von Lewis-Säure zu starker Säure soll etv/a 1 : 3 bis 1 : 1 betragen. Im allgemeinen erhält man ein qualitativ weniger gutes Produkt, wenn die Menge der starken Säure gröCer als die Menge der Lewis-Säure ist. Beispielsweise wird bei der Verwendung von Zinkchlorid und Natriumhydrogensulfat als Kondensationsmittelgemisch folgendes Molverhältnis bevorzugt: 1,0 Mol Dimethy!hydrochinon, 1,0 Mol Isophytol und 0,575 Mol saures Kondensationsmittelgemisch, das aus 0,3675 Mol Zinkchlorid und 0,2075 Mol Natriumhydrogensulfat besteht. Die Menge des verwendeten Kondensationsmittelgemisches kann je nach gewünschter Reaktionszeit etwas variieren. Yfird eine schnellere Reaktion gewünscht, so kann mehr saures Kondensationsmittelgemisch verwendet werden, wenngleich eine maximale Menge von 0,75 Mol bevorzugt wird. Andererseits kann man eine geringere Menge des sauren Kondensationsmittelgemisches verwenden, wenn man die Reaktion zu verlangsamen wünscht. Die bevorzugte minimale Menge beträgt 0,35 Mol.
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Im allgemeinen wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Trimethylhydrochinon zusammen mit dem sauren Kondensationsmittelgemisch und dem Lösungsmittel in einem Reaktionsgefäß vorgelegt. Das Gemisch v/ird dann auf 50 bis 1500C erwärmt und innerhalb von 2 bis 6 Stunden langsam mit einem Phytolderivat versetzt. Das Reaktionsgemisch wird dann weitere 6 bis 24 Stunden auf 50 bis 150°C erwärmt. Nach beendeter Umsetzung v/ird das Produkt gegebenenfalls durch Destillation gereinigt. Bei Verwendung des Kondensationsmittelgemisches erhält man ein Produkt, das zu etwa 80 bis 95 Prozent d,l-a-Tocopherol enthält, v/as zur Verwendung in Futtermitteln ausreicht. Eine weitere Reinigung ist nur bei Verwendung des Produktes als Arzneistoff notwendig.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Verhältnis- und Prozentangaben beziehen sich, soweit nicht anders vermerkt, auf das Gewicht.
Beispiel 1
62,6 g (0,4 Mol) 98prozentig reines Trimethylhydrochinon, 20,0 g (0,147 Mol) Zinkchlorid, 10,0 g (0,083 Mol) Natriumhydrogensulfat und 240 ml Benzol v/erden in einem 1 Liter fassenden Dreihalskolben vorgelegt. Der Kolben ist mit einem Thermometer, einem mechanischen Rührer und einem Dean-Stark-Wasserabscheider, der wiederum mit einem Rückflußkühler verbunden ist, ausgerüstet. Das Reaktionr.gemisch wird bis zum leichten Rückflußkochon auf 74 bis 760C erwärmt. Sodann v/erden 127,4 g (0,4 Mol) 96,1 prozentig reines Isophytol langsam innerhalb von 2 1/2 Stunden zugegeben. Anschließend wird das Reaktionsgemisch 16 Stunden bei 84 bis 860C unter Rückfluß gekocht und dann auf
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Raumtemperatur abgekühlt. Dann werden 85,0 g (0,83 Mol) Essigsäureanhydrid zugegeben und das Gemisch wird weitere 6 Stunden unter Rückfluß gekocht. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch einmal mit 200 ml und anschließend zweimal mit 160 ml lOprozentiger Kochsalzlösung gewaschen. Die organische Phase wird über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel bei 60 bis 700C abdestilliert. Es verbleiben 197,8 g Rückstand, der •auf Grund der gaschromatographisehen Analyse zu 89,5 Prozent aus djl-a-Tocopherylacetat besteht. Die Ausbeute entspricht 93,6 Prozent der Theorie.
Beispiel 2
Beispiel 1 wird wiederholt, anstelle des Natriumhydrogensulfats werden jedoch 3,7 g konzentrierte Schwefelsäure verwendet. Man erhält d,l-a-Tocopherylacetat in 80prozentiger Reinheit und einer Ausbeute von 89,5 Prozent der Theorie.
Beispiel 3
Beispiel 1 wird wiederholt, anstelle von Natriumhydrogensulfat v/erden jedoch 8,0 g p-Toluolsulfonsäure verwendet. Man erhält d,l-a-Tocopherylacetat in 86,3prozentiger Reinheit und einer Ausbeute von 91 Prozent der Theorie.
Beispiel 4
Beispiel 1 wird wiederholt, anstelle von Natriumhydrogensulfat werden jedoch 20 ml 37prozcntige Salzsäure verwendet. Man erhält d,l-a-Tocopherylacetat in 64prozentiger Reinheit und einer Ausbeute von 68 Prozent der Theorie.
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In Tabelle I sind die Ergebnisse der Beispiele 1 bis 4 zusammengestellt.
Tabelle I
Starke Säure Lewis-Säure % Ausbeute % Reinheit
Natriumhydrogensuliat ZnCl2 93,6 89,5
p-Toluolsulfonsäure ZnCl2 91,0 86,3
Schwefelsäure ZnCl2 89,5 80
Salzsäure ZnCl2 ,68,0 64,0
Aus der Tabelle geht hervor, daß man bei Verwendung von Natriumhydrogensulfat ein reines Produkt in hoher Ausbeute erhält. Auch bei Verwendung von p-Toluolsulfohsäure und ,Schwefelsäure erhält man annehmbare Produkte. Im Vergleich zu den bekannten Verfahren erhält man bei Verwendung dieser drei Säuren im erfindungsgemäßen Verfahren reinere Produkte und höhere Ausbeuten, wodurch der Verlust an Ausgangsverbindungen auf ein Minimum gesenkt wird.
Beispiel 5
62,6 g Trimethylhydrochinon, 20,0 g Zinkchlorid, 2,0 g Natriumhydrogensulfat und 240 ml Benzol werden in ein Reaktionsgefäß gebracht und bei 80 bis 85°C unter Rückfluß gekocht. Dann setzt man unter weiterem Rückflußkochen innerhalb von zwei Stunden 127,4 g Isophytol zu. Man kocht v/eitere 15 Stunden unter Rückfluß und läßt dann abkühlen. Man erhält d,l-oc-Tocopherol.
Beispiel· 6
30,9 g Trimethylhydrochinon, 10,0 g Zinkchlorid, 4,0 g p-Toluolsulfonsäure und 80 ml Benzol v/erden in ein Reaktionsgefäß gegeben und auf 80 bis 85°C unter Rückfluß gekocht. Unter weiterem Rückflußkochen werden innerhalb von zwei Stunden 57,0 g
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Isophytol zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird weitere 15 Stunden unter Rückfluß gekocht und anschließend abgekühlt. Man erhält d,l-oc-Tocopherol.
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Claims (8)

  1. ^) O Π Q 7 / £, U O /
    Verfahren zur Herstellung von asl-=oT'Gcopherolen durch
    Isophytol Kondensation von Trimethylhydrochinon mit Pliytol^/öder Phytolde™ rivaten in Gegenwart eines sauren Kondensationsmittels und eines inerten Lösungsmittels, d a d u roh gekennzeichnet, daß man die Umsetzung In Gegenwart eines Gemisches aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einer' starken Säure durchführt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gslzsnnzeichnet, daß man als Lewis-Säure Zinkchlorid YsrwenietJ
  3. 3. Verfahren nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß man als starke Säure Natriumhydrogensulfats Schwefelsäure, p-Toluolsulfonsäure oder Gemische dieser Säuren verwendet*
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als starke Säure Natriumhydrogensulfat verwendete
  5. 5. Verfahren nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, daß man als Lewis-Säure Zinkchlorid und als starke Säure Natriumhydrogensulfat verwendet.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet v daß man etwa 1,0 Mol Trimethylhydrochinon mit etv/a 1,0 Mol Isophytol in Gegenwart von etwa 0,35 bis 0,75 Mol des sauren Kondensat!onsmittelgemisches umsetzt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Kondensationsmittelgemisches durchführt, bei dem das Molverhältnis von Lewis-Säure zu star-
    209838/1240
    - ίο -
    ker Säure etwa lsi bis 3:1 beträgt.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das erhaltene d,i-a-Tocopherol mit Essigsäureanhydrid zu d,l-a-Tocopherylacetat umsetzt.
    , 9. Verwendung der gemäß Anspruch 1 hergestellten d,l-a-Tocopherole als Zusatz in Futtermitteln.
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