制备α-生育酚乙酸酯的方法技术

本发明专利技术涉及在循环法中制备α－生育酚乙酸酯的方法，其是在催化剂体系存在下于可用水萃取或者与水混溶的极性溶剂／水混合物中缩合三甲基氢醌和异植醇，所述催化剂体系包括卤化锌和含水质子酸以及任选的元素金属，然后酰化所得的α－生育酚并循环使用催化剂体系。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及经改进的制备α—生育酚乙酸酯的方法，其是在催化剂体系存在时缩合三甲基氢醌和异植醇，所述催化剂体系—方面由卤化锌、另—方面由含水Bronsted酸和任选作为第三组分的元素金属组成，该方法的特征在于，反应是在极性、质子性溶剂中进行的，该溶剂可用水、特别是乙酸萃取或与其混溶。缩合产生α—生育酚后，进行相分离，以分离出乙酸催化剂含水相，然后在中等温度下用合适的酰化剂酯化从水中分离的所得产物溶液，此时有存在于产物相中的残留催化剂组分——Lewis酸/质子酸，软化在缩合及后酰化作用通过水提处理后得到的催化剂溶液通过合适的方法进行再生，并返回至反应中作为乙酸催化剂溶液。 TMHQ＝三甲基氢醌Ac2O＝乙酸酐AcOH＝乙酸LM＝溶剂α—生育酚及其衍生物有很重要的作用，可作为饲料添加剂、抗氧剂、循环刺激剂、减缓细胞衰老的药物以及相关应用。α—生育酚乙酸酯(维生素E乙酸酯)与合适二氧化硅的粉末配方已知可市售得到用作饲料添加剂。以前主要描述的方法是制备α—DL—生育酚，即、未酯化的、储存不稳定的、光敏感形式的维生素E。根据这些方法，首先通过三甲基氢醌与异植醇的缩合脱除水制备α—生育酚，然后在单独的步骤中用化学计量量的酰化剂进行酯化，产生维生素E乙酸酯。该方法显示在以下合成路线中 根据该现有技术，起始物通常是三甲基氢醌(TMHQ)，其通过使用各种催化剂体系与异植醇反应(US2411969，Hoffmann LaRoche；DE3203487，BASF；US3708505，Diamond Shamrock；US4239691，EastmanKodak；以及DE—OS4243464、US5,523,420、EP0694541、和DE19603142)。该反应所用的催化剂通常是Lewis酸、特别是卤化锌与质子酸、特别是盐酸和氢溴酸的组合。氯化锌和其他氯化氢的的混合物可有利地用作常规缩合反应催化剂体系，其中在反应中产生的水通过共沸蒸馏与溶剂一起除去或者通过蒸馏作为含水酸除去。根据EP0100471和DE2606830，添加胺或季铵盐作为第三催化剂组分，可达到特别好的产率。EP0850937Al也描述了胺、特别是三癸基胺(TDA×HCl)的额外使用，该胺在其质子化状态下也可认为是季铵盐的形式。一旦反应完成，产物则必须被乙酰化，以得到储存稳定的、商业中使用的维生素E乙酸酯。该方法相对于所达到的产率还是非常经济的，但其一个缺陷是，在使用以及萃取分离大量氯化锌时产生废水。催化剂组分通常是在缩合后用水或者水与甲醇的混合物进行萃取。以此方式，有可能从粗的生育酚相中除去质子酸/Lewis酸的混合物以及相转移催化剂，但是在如此处理后，粗生育酚相在中等温度下有可能不会再被酰化，这是因为用乙酸酐进行缓和的选择性酰化需要催化剂的存在。在现有的专利文献中，用乙酸酐进行酰化也可在大于100℃的高温下进行，或者再添加催化剂。在该方面，有机碱和Lewis酸或者质子酸都已被描述用作酰化粗生育酚的催化剂。一旦反应完成，催化剂和所形成的乙酸就必须通过使用水及合适有机萃取剂的萃取来除去。因此，如果酯化反应是在中等温度下进行，该工艺包括总共两个比较麻烦的萃取步骤。如果随后的乙酰化反应仅是在有催化剂存在下通过与乙酸酐回流来受热进行，则需要相应的能量输入。不可能简单地回收这些在萃取后形成的卤化锌水溶液，这是因为如果是TMHQ与异植醇缩合，除萃取所需要的水外，在反应期间也形成水，其使催化剂溶液失活(参见Bull.Chem.Soc.Jpn.，68，(1995)，第3569页；以及Bull.Chem.Soc.Jpn.，69，(1996)，第137页左手栏)。回收用水萃取的卤化锌相(约20—60wt％氯化锌)并将其重新用于缩合反应中，这种方法导致反应产率的下降以及较差的产品质量。蒸发该催化剂水溶液以再生粉状卤化锌涉及复杂的固体处理，而且也是不经济的。在Baldenius等人的EP0850937Al中，该反应是在不与水混溶或者仅略微与水混溶的溶剂中进行，反应后用水萃取催化剂相，而且一旦含水相浓缩至约60—90％，就将所得的催化剂溶液返回至20—200℃的反应中。该方法的缺陷是，卤化锌混合物在室温下为块状，而且因此只能用为此设计的特殊泵输送。为得到液体形式的催化剂，该催化剂块必须加热至适当的温度，这也增大了生产成本。另外，该方法在反应期间需要引入纯物质形式的气态质子酸、特别是盐酸。由于循环使用催化剂块而进入反应体系中的水以及在反应期间形成的水在反应期间通过共沸蒸馏连续除去。应注意的是，一旦引入1.5mol水/mol氯化锌，就不能共沸除去水。但是，大量的水使催化剂完全失活。另一个重大缺陷是，酰化催化剂在催化剂溶液的水提期间也被从有机相中除去。当使用该方法时，没有任何选择，只能在额外步骤中添加新的催化剂或者在受热条件下进行酰化反应，这又增加了能量方面的成本。本专利技术的目的是克服该缺陷，提供催化剂/溶剂基质，其允许缩合反应以及后乙酰化反应都在中等温度下进行，而无需在缩合反应后添加新的催化剂增加生产成本。溶剂的选择是特别重要的，因为缩合反应的溶剂也预先决定了随后的处理以及最终催化剂回收介质。使用包含酯的溶剂也有其他困难，因为在反应期间有水存在，特别是如果必须经济地以水溶液的形式回收催化剂。水的浓度、缩合反应需要的温度以及最终酯的选择，决定了皂化速率。尤其是短链醇的酯，表现出强的皂化倾向，而且因此对于缩合反应而言不是合适的、易于回收的溶剂。以此方式，用作溶剂的酯形成有机酸和醇，它们必须在费时的分离步骤中从产物中除去，否则在溶剂返回至循环工艺时发生累积。除现有文献外，所描述的方法都没有提到处理反应中所用的催化剂溶液。本专利技术的目的是提供一种经改进的制备α—DL—生育酚酯的方法，以及再生处理后在反应中得到的催化剂相，其方式是，该催化剂可直接返回至反应中，而不会降低催化剂的活性。具体而言，本专利技术的目的是提供一种方法，其允许活性催化剂溶液以容易处理、容易配比(液体)的形式回收，该催化剂溶液的重新使用不会导致任何产率的下降或者产品质量的损坏。本专利技术的再一个目的是提供一种方法，其允许缩合反应以及所形成的维生素“原位”酯化为维生素E乙酸酯所需要的与乙酸酐的反应都可在中等温度下进行，无需在缩合反应前和后乙酰化反应后重复分配催化剂，并同时避免了受热的后乙酰化反应。在本专利技术中，中等温度应理解为低于100℃的温度。本专利技术的目的具体地是提供一种方法，其中维生素形成反应以及与乙酸酐进行的乙酰化反应都可在中等温度下进行，维生素形成反应以及随后的乙酰化反应都使用相同的催化剂体系进行，而且催化剂可以乙酸水溶液的形式回收，其容易处理，而且可以在室温(约25℃)下以液体形式泵送，在重复循环时没有任何催化剂活性的损失。以下将参考附图通过实施例对本专利技术进行更详细的描述，在图中附图说明图1是简要说明本专利技术之方法的简单流程图。上述问题都可通过使用以下催化剂体系来解决，该催化剂体系包括含水氢卤酸、卤化锌以及任选的元素金属，特别是锌，其中乙酸作为溶剂。在乙酸中进行高度选择性的反应使得有可能一旦进行缩合反应，就可通过简单的相分离从包含产物的有机相中分离出反应中的水以及作为乙酸相的绝大多数的缩合催化剂，其中活性催化剂组本文档来自技高网...

【技术保护点】
在循环法中制备α－生育酚乙酸酯的方法，其是在催化剂体系存在下于可用水萃取或者与水混溶的极性溶剂／水混合物中缩合三甲基氢醌和异植醇，所述催化剂体系包括卤化锌和含水质子酸以及任选的元素金属，其中，（ｉ）从催化剂含水相中分离首先得到的α－生育 酚，然后用酰化剂进行酯化，（ｉｉ）对用水提进行处理后而得到的催化剂溶液进行再生，然后将包含乙酸的溶液返回至反应中，以及（ｉｉｉ）浓缩包含卤化锌和质子酸的催化剂混合物，并以液体形式重新引入至反应中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斯特芬克里尔，斯蒂芬克雷茨，克劳斯胡特马赫尔，
申请(专利权)人：德古萨股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]