一种制备泛酸内酯的方法技术

本发明专利技术涉及化工技术领域，具体提供一种制备泛酸内酯的方法，包括如下步骤：甲醛和异丁醛在碱催化作用下发生羟醛缩合反应得羟基特戊醛；所得的羟基特戊醛溶于醇类溶剂中，加入催化剂和氢氰酸，反应生成2，4‑二羟基‑3，3‑二甲基丁腈；再加入酸，经酯化反应得2，4‑二羟基‑3，3‑二甲基丁酸酯；最后加入碱中和过量的酸，固液分离得到副产物铵盐，液体经蒸馏、精馏得到DL‑泛酸内酯产品。本发明专利技术可大幅度减少废水的产生；不使用有机溶剂萃取产品，节能降耗效果明显；高收率得到高含量的目标产物，大幅降低了生产成本，是一种高效洁净的DL‑泛酸内酯生产方法。

A method for the preparation of pantothenate lactone

The invention relates to the technical field of chemical industry, in particular to a method for preparing pantothenic acid lactone, which comprises the following steps: formaldehyde and isobutyraldehyde undergo aldol condensation reaction under the action of alkali catalysis to obtain hydroxy tervallaldehyde; the obtained hydroxy tervallaldehyde dissolves in alcohol solvent, adds catalyst and hydrocyanic acid, reacts to generate 2,4-dihydroxy-3,3-dimethylbutyronitrile; adds acid, and esterifies 2,4 \u2011 dihydroxy \u2011 3,3 \u2011 dimethylbutyrate was obtained by reaction. Finally, alkali was added to neutralize the excess acid, and the by-product ammonium salt was obtained by solid-liquid separation. DL \u2011 pantothenate lactone was obtained by distillation and distillation of the liquid. The invention can greatly reduce the generation of waste water; without the use of organic solvent extraction products, the effect of energy conservation and consumption reduction is obvious; high yield can obtain high content target products, greatly reducing the production cost, and is an efficient and clean production method of DL \u2011 pantothenate lactone.

【技术实现步骤摘要】
一种制备泛酸内酯的方法
本专利技术涉及化工领域，特别是涉及一种制备泛酸内酯的方法。
技术介绍
D-泛醇(Dexpanthenol)是维生素B5的前体，故又称维生素原B5。广泛用于医药、食品、饲料、化妆品行业中。作为同维生素B5在生物体内有相同的代谢过程，在食品行业中，用作营养增补剂和强化剂，促进人体蛋白质、脂肪、糖类的代谢，保持皮肤和粘膜，改善毛发光泽，提高免疫力，防止疾病的发生；在化妆品行业：皮肤上的护理作用表现为深入渗透的保湿剂，刺激上皮细胞的生长，促进伤口愈合，起消炎作用；头发上的护理作用表现为持久的保湿功能，防止头发开叉，受损，增加头发的密度，提高发质的光泽；指甲的护理上表现为改善指甲的水合性，赋予指甲柔韧性。D-泛醇的结构式如下：D-泛酸又称维生素B5，是辅酶A的组成部分，用于医药、食品及饲料添加剂。是辅酶A的成分，参与碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢作用，临床用于治疗维生素B缺乏症，周围神经炎，手术后肠绞痛。参与蛋白质、脂肪、糖在体内的新陈代谢。由于泛酸对热、碱、酸均不稳定，其商品形式主要为D-泛酸钙，其结构式如下：D-泛酸、D-泛醇作为重要的药物、食品添加剂和饲料添加剂，用途广、市场大，特别是D-泛酸钙的需求量很大。生产泛酸钙和泛醇的关键中间体是DL-泛酸内酯(化学名：2-羟基-3，3-二甲基丁酸内酯)，其结构式如下：DL-泛酸内酯的主要生产方法有以下几种：一、异丁醛、乙醛酸法乙醛酸和异丁醛在NaOH的水溶液中进行羟醛缩合反应时；反应结束后加热升温，待反应一段时间后再加入乙醛酸(或者甲醛)和氢氧化钠进行歧化反应几个小时；反应后的反应液经过减压蒸出适量的水，剩下的反应液用有机溶剂进行萃取2，4-二羟基-3，3-二甲基丁酸钠；根据反应液的酸碱性用浓盐酸调pH值至2-3，升温回流进行中和反应；然后蒸馏除水浓缩，过滤掉结晶出来的NaCl；母液中的有机溶剂通过蒸发去除后，可得粗品DL-泛酸内酯，精制后得到产品。反应式如下：(1)羟醛缩合反应(2)歧化反应或：(3)内酯化反应此路线的缺点是：1)使用比较贵的乙醛酸为原料且消耗大；2)消耗大量的碱和酸并副产大量的盐，废水处理成本高、难度大；3)需要加有机溶剂萃取，操作繁琐、成本高。二、异丁醛、羟基乙腈法异丁醛和羟基乙腈溶液进行滴加反应，该反应需要在碱性催化剂存在下才能顺利进行，加热升温并保温数小时使反应完全，所得反应液加入无机酸进行水解，过量的酸用碱进行中和处理，蒸发去除多余水、浓缩到盐类结晶后过滤除去，再用有机溶剂进行萃取、精馏得到DL-泛酸内酯。反应式如下：此路线的缺点是：1)羟基乙腈在碱性条件下易分解和聚合，造成其消耗高，反应液颜色深，废水处理难度大；2)需要加有机溶剂萃取，操作繁琐、成本高。三、异丁醛、甲醛、氢氰酸法甲醛和异丁醛在碱性催化剂作用下进行羟醛缩合反应，缩合完成后加入氢氰酸，在工艺温度下进行氰醇化反应，反应完毕后加入硫酸(或者盐酸)进行回流水解，水解完毕后中和、蒸发去除多余的水、浓缩到盐类结晶后过滤除去，再用有机溶剂(乙酸乙酯)进行萃取、精馏得到DL-泛酸内酯。反应式如下：此路线的缺点是：1)羟基特戊醛水溶性差，导致氰化反应须在较高温度下大量水中进行，废水量大，蒸发能耗高；2)产品使用大量乙酸乙酯萃取(5吨/吨)，回收能耗高且乙酸乙酯在水中溶解度大(8.3g/100g水)，溶剂损失大，废水难处理。上述用于制备泛酸内酯的化学方法均存在生产工艺繁琐、产品收率低及能耗高等缺陷，因此，亟需提出了一种更为经济、有效的制备泛酸内酯的方法。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种制备泛酸内酯的方法，用于解决现有技术中泛酸内酯的制备方法生产工艺繁琐、产品收率低及能耗高的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种制备泛酸内酯的方法，包括如下步骤：(1)甲醛和异丁醛在碱催化作用下发生羟醛缩合反应，反应结束后蒸出未反应的原料和水，冷却结晶得到羟基特戊醛；(2)将步骤(1)所得的羟基特戊醛溶于醇类溶剂中，加入催化剂和氢氰酸，经氰醇化反应生成2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈；(3)向步骤(3)所得2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈加入酸，经酯化反应得2，4-二羟基-3，3-二甲基丁酸酯；(4)向步骤(3)所得反应液中加入碱中和过量的酸，固液分离得到副产铵盐，液体经蒸馏、精馏得到DL-泛酸内酯产品。可选地，步骤(1)中，所述碱选自有机碱、无机碱或固体碱中的至少一种，优选为有机碱或固体碱。有益效果在于：反应温和，固体碱还可以回收重复使用。进一步，所述有机碱选自三乙胺、吡啶、N，N-二甲基苯胺中的至少一种。进一步，所述无机强碱选自氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。进一步，所述固体碱选自三氧化铝、氧化铁中的至少一种。可选地，步骤(2)中，所述氰化酸为气体氢氰酸或液体氢氰酸。可选地，步骤(2)中，所述催化剂选自氰化物、有机碱、无机强碱、无机弱碱、有机酸盐中的至少一种。进一步，所述氰化物选自氰化钠、氰化钾中的至少一种。进一步，所述有机碱选自三乙胺、吡啶、N，N-二甲基苯胺中的至少一种。进一步，所述无机强碱选自氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。进一步，所述多元有机酸盐选自酒石酸、柠檬酸钠盐或者钾盐中的至少一种。可选地，步骤(1)中，甲醛与异丁醛的摩尔比为(1.0-1.2):1。有益效果在于：甲醛过量可使价值较高的异丁醛反应更加完全，提高产物收率。可选地，步骤(2)中，所述氢氰酸与羟基特戊醛的摩尔比为(1.0-1.1):1。有益效果在于：理论上氢氰酸的摩尔比应该与羟基特戊醛相同，但氢氰酸过量可以保证反应完全，氢氰酸量不足会导致氰醇反应不完全，产物收率降低。可选地，步骤(2)中，所述醇类溶剂为甲醇或乙醇。可选地，步骤(3)中，所述酸为氯化氢气体、氯化氢醇溶液、浓硫酸或发烟硫酸中的至少一种。可选地，步骤(4)中，所述碱选自氨气或液氨中的至少一种。本专利技术所涉及的化学反应的反应方程式如下：如上所述，本专利技术的制备泛酸内酯的方法，具有以下有益效果：本专利技术可大幅度减少废水的产生；不使用有机溶剂萃取产品，节能降耗效果明显；高收率得到高含量的目标产物，且步骤(4)中液体蒸馏后可将醇蒸出，所得醇可以回收利用，大幅降低了生产成本，是一种高效洁净的DL-泛酸内酯生产方法。附图说明图1显示为本专利技术实施例中DL-泛酸内酯的合成流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备泛酸内酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)甲醛和异丁醛在碱催化作用下发生羟醛缩合反应，反应结束后蒸出部分水，冷却结晶得到羟基特戊醛；/n(2)将步骤(1)所得的羟基特戊醛溶于醇类溶剂中，加入催化剂和氢氰酸，经氰醇化反应生成2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈；/n(3)向步骤(3)所得2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈加入酸，经酯化反应得2，4-二羟基-3，3-二甲基丁酸酯；/n(4)向步骤(3)所得反应液中加入碱中和过量的酸，固液分离得到副产物铵盐，液体经蒸馏、精馏得到DL-泛酸内酯产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备泛酸内酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)甲醛和异丁醛在碱催化作用下发生羟醛缩合反应，反应结束后蒸出部分水，冷却结晶得到羟基特戊醛；
(2)将步骤(1)所得的羟基特戊醛溶于醇类溶剂中，加入催化剂和氢氰酸，经氰醇化反应生成2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈；
(3)向步骤(3)所得2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈加入酸，经酯化反应得2，4-二羟基-3，3-二甲基丁酸酯；
(4)向步骤(3)所得反应液中加入碱中和过量的酸，固液分离得到副产物铵盐，液体经蒸馏、精馏得到DL-泛酸内酯产品。


2.根据权利要求1所述的制备泛酸内酯的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述碱选自有机碱、无机碱或固体碱中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的制备泛酸内酯的方法，其特征在于：所述有机碱选自三乙胺、吡啶、N，N-二甲基苯胺中的至少一种；
和/或，所述无机强碱选自氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；
和/或，所述固体碱选自三氧化铝、氧化铁中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的制备泛酸内酯的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述氢氰酸为气体氢氰酸或液体氢氰酸。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：康小玲，唐曦，郑伯川，梁勇军，郑晨，
申请(专利权)人：上海东庚化工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31