DE2743920A1

DE2743920A1 - Verfahren zur herstellung von dl-alpha-tocopherol

Info

Publication number: DE2743920A1
Application number: DE19772743920
Authority: DE
Inventors: Kazuko Kondo; Youziro Yoshino
Original assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Current assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1977-09-29
Publication date: 1978-03-30
Also published as: JPS5344570A; JPS6019309B2; DE2743920C2

Description

Verfahren zur Herstellung von dl-a-Tocopherol
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dla-Tocopherol und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von dl-a-Tocopherol mit hoher Reinheit. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geht man so vor, daß man Trimethylhydrochinon mit einem Phytol in Gegenwart von Kieselsäure-Aluminiumoxid-und/ oder Kieselsäuregel, Zinkchlorid und einer Protonensäure umsetzt.
Zur Herstellung von dl-a-Tocopherol ist bereits die Kondensation in Gegenwart eines Protonensäurekatalysators, wie p-Toluolsulfonsäure, in einem organischen Lösungsmittels, eines Lewis-Säurpkatalysators, wie Zinkchlorid, oder eines festen sa ren Katalysators, wie Kieselsäure-Aluminiumoxid, bekannt. Bei der Herstellung von dl-a-Tocophc nach diesem Verfahren fallen Jedoch Nebenprodukte an, die selbst durch wiederholte Reinigungsmaßnahmen nicht entfernt werden können. Bei dem bekannten Verfahren ist es daher nahezu unmöglich gewesen, technisch ein Produkt mit einer Reinheit von mehr als 96% (gemäß der Regel der14. Auflage der US-National Fornula) bezüglich dl-a-Tocopherolacetat selbst durch wiederholte Hochvakuumdestillation zu erhalten.
Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen über ein Verfahren zur Herstellung von hochreinem dl-a-Tocopherol wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von dl-a-Tocopherol mit hoher Reinheit aufgefunden, bei dem man die Kondensation von Trimethylhydrochinon und einem Phytol in Gegenwart von Kieselsäure-Aluminiumoxid -und/oder Kieselsäuregel, Zinkchlorid und einer Protonensäure durchführt.
Als Phytol, das ein Ausgangsmaterial des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, können nicht nur Phytol selbst, sondern auch reaktive Derivate lavon, wie das Halogenid, z.B. Phytylchlorid und Phytylbromid, und Alkylester, z.B. Phytylacetat und Phytylpropionat, verwendet werden. Als geeignete Protonensäure für das erfindungsgemäße Verfahren können Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder p-Toluolsulfonsäure genannt werden, wobei Salzsäure besonders bevorzugt wird. Als Reaktionslösungsmittel wird ein weniger polares Lösungsmittel (mit einer dielektrische Konstante von weniger als 3 (200C)), beispielsweise ein aliphatischer Kohlenwasserstoff, wie n-Hexan, Isooctan, Petroläther etc., ein aromatischer Kohlenwasserstoff, wie Benzol, Toluol, Xylol etc., eine alicyclische Verbindung, wie Cyclohexan, Tetra lin etc., ein Kohlenwasserstoffhalogenid, wie Tetrachlorkohlenstoff etc., oder ein cyclischer Äther, wie Dioxan, mit besonder zu bevorzugenden Ergebnissen verwendet.
Erforderlichenfalls können das beim Verfahren verwendete Kieselsäure- bzw. Siliziumdioxid-Aluminiumoxid, Kieselsäure- bzw.
Siliziumdioxidgel und Zinkchlorid gebrannt werden. Das Kieselsäure-Aluminiumoxid- und/oder Kieselsäuregel können vorzugsweise in ungefähr der gleichen Menge wie das Trimethylhydrochinon verwendet werden. Das Zinkchlorid kann in einer katalytischen Menge eingesetzt werden. Die Protonensäure wird vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,5 bis 5,0%, bezogen auf das Phytol, zugesetzt. Die Reaktionsbedingungen sind je nach der Kombination der Ausgangsmaterialien, dem Lösungsmittel und dem Katalysator variierbar. Im allgemeinen sind Reaktionstemperaturen von 50 bis 1200C und Reaktionszeiten von 1 bis 5 h zufriedenstellend, ohne daß die Erfindung auf diese Bereiche beschränkt sein soll. Das Reaktionsprodukt kann gereinigt werden, indem beispielsweise das Reaktionsgemisch mit Wasser oder einer wäßrigen Alkalilösung gewaschen wird, das Lösungsmittel entwässert wird und erforderlichenfalls eine Acetylierung und anschließende Destillation im Hochvakuum durchgeführt wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann hochreines dl-a-Tocopherolacetat in der Weise erhalten werden, daß man das rohe dla-Tocopherolacetat nur einer Vakuumdestillation unterwirft. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher technisch besonders vorteilhaft.
Die tiberlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem bekannten Verfahren ergibt sich aus folgendem Vergleich: Die Kondensation erfolgte unter Verwendung von 25,0 g Isophytol 13,5 g Trimethylhydrochinon, 13,5 g Kieselsäure-Aluminiumoxid-oder Kieselsäuregel, 6,0 g Zinkchlorid und 0,5 g Protonensäure.
Nach herkömmlicher Acetylierung des resultierenden dl-a-Tocopherols wurde die Fraktion mit 165 bis 1750C/8 x 10 3 mm Hg durch Vakuumdestillation gewonnen. Die Reinheit wurde gaschromatographisch ermittelt, wobei n-Dotriacontan als innerer Standard verwendet wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Tabelle I Reaktionsbedingungen dl-α- dl-α-Tocopherolacetat verwendeter Katalysator Reak- Reak- Reak- Tocopherol Destilla- Rein- Gewinnungstions- tions- tions- Aus- Rein- tionsaus- heit rate (%) lösungs- tempe- zeit beu- heit beute (%) (%) mittel ratur (h) te (%) (%) Verfahren gemäß der Erfindung; Kieselsäure-Aluminiumoxid, Zinkchlorid, Salzsäure n-Hexan 68 4 99,8 95,8 78,0 97,3 75,9 Kieselsäure-Aluminiumoxid, Zinkchlorid, Salzsäure Toluol 110 4 99,7 95,6 78,5 97,1 76,2 Kieselsäure-Zinkchlorid, Salzäure, Toluol 110 4 99,5 96,0 77,1 97,5 75,2 Kieselsäure-Aluminiumoxid, Zinkchlorid, Schwefelsäure Toluol 110 4 99,2 95,1 77,4 96,5 74,7 Kieselsäure-Aluminiumoxid, Zinkchlorid, Phosphorsäure n-Hexan 68 4 99,4 95,0 76,2 96,4 73,5 Verfahren nach dem Stand der Technik: Kieselsäure-Aluminiumoxid, Toluol 110 3 94,7 49,2 75,4 56,2 42,4 Kieselsäure-Aluminiumoxid n-Hexan 68 5 92,6 40,3 78,0 48,9 38,1 Fortsetzung Tabelle I Kieselsäuregel Toluol 110 4 94,2 40,2 76,1 45,2 34,4 Kieselsäure-Aluminiumoxid, Zinkchlorid Toluol 110 4 98,2 92,5 76,2 94,0 71,6 Zinkchloridm Salzsäure Toluol 110 4 99,7 93,0 76,8 95,0 73,0 Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 13,5 g Trimethylhydrochinon werden in 100 ml Toluol aufgelöst.
13,5 g Kieseleäure-Aluminiumoxid, 6,0 g Zinkchlorid und 0,5 g konzentrierte Salzsäure (35%ige Salzsäure) werden unter Stickstoffstrom zugesetzt. Das Reaktionssystem wird auf 850C erwärmt worauf 25,0 g Isophytol im Verlauf von 20 min tropfenweise zugesetzt werden. Nach beendigter Zugabe wird 4 h lang bei der gleichen Temperatur weitergerührt, worauf das Reaktionssystem abkühlen gelassen wird. Sodann werden 100 ml Toluol zu dem Reak tionsgemisch gegeben und das unlösliche Material wird abfiltriert. Das Filtrat wird nacheinander mit 3%iger Natriunhydroxidlösung, 1%iger Natriumhydrosulfitlösung, Wasser und gesättigter wäßriger Salzlösung gewaschen und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat entwässert. Das Lösungsmittel wird bei vermindertem Druck abdestilliert, wodurch 36,2 g dl-a-Tocopherol (Ausbeute 99,8%) erhalten werden. 25,0 g des auf diese Weise erhaltenen dl-a-Tocopherols werden in 50 ml Essigsäureanhydrid aufgelöst und mit 12,5 g Natriumacetat und 1,25 g Zinkmetallpulver versetzt. Das Reaktionsgemisch wird durch 3,5-stündiges Rühren bei 95 bis 1000C acetyliert und sodann mit 200 ml n-Hexan extrahiert. Der Extrakt wird nacheinander mit 1%iger Natriumhydroxidlösung, Wasser und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Hierauf wird das n-Hexan bei vermindertem Druck abdestilliert, wodurch 26,2 g rohes dl-a-Tocopherolacetat erhalten werden. Das rohe so erhaltene dl-a-Tocopherolacetat wird im Vakuum destilliert, wodurch 20,5 g einer Hauptfraktion mit 165 bis 1750C/8 x 10 3 mm Hg erhalten werden. Die Reinheit dieses Produkts beträgt 97,3%. Die Destillationsausbeute beträgt 78,0%.
BeisPiel 2 13,5 g Trimethylhydrochinon werden in 100 ml Tetrachlorkohlenstoff dispergiert und 13,5 g Kieselsäuregel, 6;0 g Zinkchlorid und 0,5 g konzentrierte Salzsäure (35%iger Salzsäure) werden unter einem Stickstoffstrom zugesetzt. Das Reaktionssystem wird auf 780C erwärmt und sodann im Verlauf von etwa 20 min mit 25,0 g Isophytol versetzt. Nach beendigter Zugabe wird weitere 4 h lang gerührt. Sodann wird das Reaktionssystem abkUhlen gelassen.
Zu dem Reaktionsgemisch werden 100 ml Tetrachlorkohlenstoff gegeben. Das unlösliche Material wird abfiltriert und das Filtrat wird nacheinander mit 3X Natriumhydroxid/1% Natriumhydrogensulfit-Gemisch, Wasser und gesättigter wäßriger Kochsalzlösung gewaschen und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat entwässert. Sodann wird das Lösungsmittel bei vermindertem Druck abdestilliert, wo durch 36,0 g dl-a-Tocopherol (Ausbeute 99,1%, Reinheit 95,3%) erhalten werden.
Hierauf werden 25,0 g des so erhaltenen dl-a-Tocopherols in 50 ml Essigsäureanhydrid aufgelöst und mit 12,5 g Natriumacetat und 1,25 g Zinkmetallpulver versetzt. Das Reaktionsgemisch wird sodann durch etwa 3,5-stündiges Rühren bei 95 bis 1000C acetyliert. Danach wird das Endprodukt mit 200 ml n-Hexan'extrahiert.
Der Extrakt wird nacheinander mit 1%iger Natriumhydroxidlösung, Wasser und gesättigter wäßriger Kochsalzlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Hierauf wird n-Hexan unter ver mindertem Druck abdestilliert, wodurch 25,8 g rohes dl-a-Tocopheroiacetat erhalten werden.
Das resultierende rohe dl-a-Tocopherolacetat wird hierauf im Vakuum destilliert, wodurch 19,6 g einer Hauptfraktion mit 165 bis 1750c/8 x 10-3 mm Hg (Destillationsausbeute 76,0%, Reinheit 96,8%) erhalten werden.

Claims

Patentanspruch Verfahren zur Herstellung von dl-a-Tocopherol mit hoher Reinheit, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man Trimethylhydrochinon und ein Phytol in Gegenwart von Kieselsäure-Aluminiumoxid- und/oder Kieselsäuregel, Zinkchlorid und einer Protonensäure kondensiert.