用古龍酸製備粗維生素c的新方法
2023-05-23 08:42:01 1
專利名稱：用古龍酸製備粗維生素c的新方法
技術領域：
本發明涉及一種以古龍酸為起始原料，經催化酯化、轉化、酸化製備粗維生素C的新方法，屬於化學合成領域。
背景技術：
維生素C是世界衛生組織和聯合國工業發展組織共同確定的26種基本藥物之一，是人體必需而自身不能合成的營養成份，其防病保健功能及輔助治療作用對人們健康起到越來越重要的作用，因此，維生素C的生產規模不斷擴大，工藝技術在不斷改進。
維生素C，化學名3-氧代-L古龍糖酸呋喃內酯，3-oxo-L-gulofuranolactonl異名抗壞血酸，Ascorbic acid結構式 分於式及分子量C6H8O6＝176.13目前，維生素C生產有一步發酵法和二步發酵法。二步發酵法生產維生素C有酸轉化或鹼轉化方法。鹼轉化法中古龍酸酯化和轉化是製備粗品維生素C的關鍵反應步驟。石家莊第一製藥廠1997年5月16日申請的專利(CN 1199734A)提供了一種古龍酸製備粗維生素C的方法，即以古龍酸為原料，以濃硫酸為催化劑，在甲醇液中進行酯化反應，然後加碳酸氫鈉處理酯化液，以除掉硫酸根離子(-SO-24)，將生成的Na2SO4濾掉，濾液中再加入碳酸氫鈉進行鹼轉化，分離出的固體物用去離子水溶解配成10-30％水溶液，經大孔陽離子樹脂交換，交換液脫色、濃縮、結晶即得粗維生素C。此方法有很多優點，但也存在以下不足1、以硫酸為催化劑，在進行鹼轉化前，需增加用碳酸氫鈉除硫酸根(-SO24)的反應步驟和過濾步驟，不僅延長了生產周期，而且造成人力和物力的浪費，熱濾時的甲醇對環境也造成汙染；2、酯化液中若硫酸根處理不淨，還會影響粗維生素C的質量和收率。
實際生產中也有採用樹脂替代硫酸催化的工藝。樹脂催化便於回收套用，不易混入下步反應，是比較理想的催化劑，但該方法對古龍酸的質量要求苛刻，否則極易出現催化劑中毒失活問題，幹擾生產的正常進行；另外採用樹脂作催化劑，也需要進行相應的處理步驟，比較煩瑣。
發明內容
本發明的目的在於提供一種以古龍酸為原料，以氯化氫為催化劑進行酯化、轉化、酸化，製備粗維生素C的新方法，以克服現有技術存在的上述不足。
本發明的技術方案是
將古龍酸、催化劑氯化氫按比例加入甲醇中，攪拌，升溫至66-68℃，回流2-5小時，得古龍酸甲酯溶液，然後降溫至50℃以下，加入活性碳酸氫鈉，升溫回流2-4小時，得維生素C-Na甲醇液，降溫至0-5℃，過濾，得維生素C-Na固體，用其溼品重量的2-3倍去離子水溶解後，用陽離子樹脂柱進行酸化，收集PH1.5-1.7的流出液，加炭脫色後過濾，濃縮、結晶，即得粗維生素C。
其中(1)古龍酸∶氯化氫∶甲醇∶碳酸氫鈉，按重量比為1∶0.003-0.015∶3-5∶0.4-0.5(2)所用催化劑為氯化氫HCl，可以鹽酸形式加入濃度為32-38％、也可以鹽酸甲醇形式加入、或以氣體形式通入。
本發明的工藝路線可以簡略如下 利用本發明提供的方法，既可提高酯化收率及粗維生素C的總收率，平均3-5％，降低成本，又可大大提高粗維生素C的質量，使其具有色澤好、存放時間長的優點；另外，採用本發明還可以減化操作步驟，省去鹼轉化前用碳酸氫鈉除去硫酸根的反應和過濾步驟，沒有甲醇汙染，節約設備和能源，降低操作人員的勞動強度。
具體實施例方式
實例(1)儀器磨口三頸瓶(500ml)、回流冷卻器、密封攪拌在無水條件下先加入無水甲醇280ml，開始攪拌。然後加入合格古龍酸80g，及催化劑工業鹽酸1.6ml(鹽酸折純量0.6g，相當0.0075重量比)，水浴加熱升溫至66-68℃全回流3.5h，進行酯化反應，得到古龍酸甲酯。在同一反應器內將古龍酸甲酯液降溫至50℃以下，緩慢加入活性碳酸氫鈉33.6g，緩慢升溫至66-68℃全回流3.5h進行鹼轉化反應，反應結束後降溫至0-5℃過濾、乾燥，得到鹼化轉化產品Vc-Na，得量82.2g，含量90.2％。然後將Vc-Na加去離子水配成20％的Vc-Na水溶液，走樹脂柱進行酸化，收集pH1.5-1.7流出液，加活性炭脫色、過濾、濾液濃縮、結晶，得粗品Vc，其母液濃縮進行粗Vc的二次回收。最後Vc粗品總收率較用硫酸為催化劑的平行對照試驗提高收率2.5％。
實例(2)在無水條件下先加入無水甲醇240ml，開始攪拌，然後加入合格古龍酸80g及催化劑工業鹽酸2.0ml(鹽酸折純量0.74g相當於重量比0.0093)，水浴加熱升溫至66-68℃，全回流3h進行酯化反應，得到古龍酸甲酯。在同一反應器內將古龍酸甲酯液降溫至45℃，緩慢加入活性碳酸氫鈉36.8g，緩慢升溫至66-68℃，全回流3h，進行鹼轉化反應，反應結束後降溫至5-0℃，過濾、乾燥，得到酯化轉化產品Vc-Na，得量82.0g含量98.8％；酸化操作同例1，不同之處在於Vc-Na配成25％水溶液，粗Vc總收率高於硫酸為催化劑的對照試驗總收率2％。
實例(3)在無水條件下先加入無水甲醇320ml，開始攪拌，然後加入合格古龍酸80g及催化劑工業鹽酸2.4ml(鹽酸折純量0.89g，相當於重量比0.011)，水浴加熱升溫至66-68℃，全回流3h進行酯化反應，得到古龍酸甲酯。在同一反應器內將古龍酸甲酯液降溫至40℃，緩慢加入活性碳酸氫鈉38.4g，緩慢升溫至66-68℃，全回流3h，進行鹼轉化反應，反應結束後降溫至5-0℃，過濾、乾燥，得到酯化轉化產品Vc-Na，得量83.5g，含量90.9％；酸化操作同例1，不同之處在於Vc-Na配成30％水溶液，粗Vc總收率高於對照試驗總收率4.5％。
實例(4)
在無水條件下先加入無水甲醇450ml、合格古龍酸100g及催化劑工業鹽酸1.0ml(鹽酸折純量0.35g相當於重量比0.0035)，水浴加熱升溫至66-68℃，全回流2.5h進行酯化反應，得到古龍酸甲酯。在同一反應器內將古龍酸甲酯液降溫至45℃，緩慢加入活性碳酸氫鈉42g，緩慢升溫至66-68℃，全回流3h，進行鹼轉化反應，反應結束後降溫至5-0℃，過濾、乾燥，得到酯化轉化產品Vc-Na，得量102.5g，含量90.9％；酸化操作同例1，粗Vc總收率高於對照試驗的總收率4.1％實例(5)在無水條件下先加入無水甲醇500ml，然後加入合格古龍酸100g及催化劑工業鹽酸4.0ml(鹽酸折純量1.49g，相當於重量比0.0149)，水浴加熱升溫至66-68℃，全回流2h，進行酯化反應，得到古龍酸甲酯。在同一反應器內將古龍酸甲酯液降溫至40℃，緩慢加入活性碳酸氫鈉50g，緩慢升溫至66-68℃，全回流2.5h，進行鹼轉化反應，反應結束後降溫至5-0℃，過濾、乾燥，得到酯化轉化產品Vc-Na，得量102.8g含量91.2％；酸化操作同例2，收率提高4.0％。
實例(6)在無水條件下先加入鹽酸含量為0.2％的鹽酸甲醇液240ml(鹽酸的析純量為0.48g，相當於重量比0.006)，開始攪拌，然後加入合格古龍酸80g，水浴加熱升溫至66-68℃，全回流3h進行酯化反應，得到古龍酸甲酯。在同一反應器內將古龍酸甲酯液降溫至50℃，緩慢加入活性碳酸氫鈉36g，緩慢升溫至66-68℃，全回流3h，進行鹼轉化反應，反應結束後降溫至5-0℃，過濾、乾燥，得到酯化轉化產品Vc-Na，得量83g含量90.8％；酸化操作同例3，收率提高4.7％。
實例(7)在無水條件下先加入鹽酸含量0.175％的鹽酸甲醇液320ml(鹽酸析純量0.56g相當於重量比0.007)，開始攪拌，然後加入合格古龍酸80g，水浴加熱升溫至66-68℃，全回流3h，進行酯化反應，得到古龍酸甲酯。在同一反應器內將古龍酸甲酯液降溫至45℃，緩慢加入活性碳酸氫鈉35.4g，緩慢升溫至66-68℃，全回流3h，進行鹼轉化反應，反應結束後降溫至5-0℃，過濾、乾燥，得到酯化轉化產品Vc-Na，得量82.5g含量92.4％；酸化操作同例1，收率提高5.2％。
實例(8)其他條件同例4，不同在於催化劑採用乾燥氯化氫氣體，用轉子流量計計量，將氯化氫通入古龍酸甲醇液中(其通入量相當重量為0.35g)，Vc-Na得量103.2g，含量92.8％；酸化操作同例2，收率提高5.4％。
實例(9)其他條件同例5，催化劑條件同例8，其量同例5，通入量重量為1.49g，Vc-Na得量103.8g，含量92.2％；酸化操作同例2，收率提高6.0％。
權利要求
1.一種用古龍酸製備粗維生素C的新方法，其特徵在於將古龍酸、催化劑氯化氫按比例加入甲醇中，攪拌，升溫至66-68℃，回流2-5小時，得古龍酸甲酯溶液，然後降溫到50℃以下，加入活性碳酸氫鈉升溫回流2-4小時，得Vc-Na甲醇液，降溫到0-5℃過濾得Vc-Na固體，用其溼品重量的2-3倍去離子水溶解後，用陽離子樹脂柱進行酸化，收集PH1.5-1.7流出液，加炭脫色過濾、濃縮、結晶，即得粗維生素C；其中古龍酸∶催化劑∶甲醇∶碳酸氫鈉，按重量比為1∶0.0035-0.015∶3-5∶0.4-0.5
2.一種如權利要求1所述的方法，其特徵在於催化劑氯化氫可以鹽酸形式加入，也可以鹽酸甲醇形式加入，或以氣體形式通入，其純量在限定重量配比範圍內。
3.一種如權利要求1所述的方法，其特徵在於催化劑所用鹽酸可選用濃度為32-38％，其折純量與權利1所限重量範圍一致。
4.一種如權利1所述的方法，其特徵在於陽離子樹脂可選用732型陽離子樹脂，也可選用大孔陽離子樹脂。
全文摘要
本發明涉及一種以古龍酸為原料，經催化酯化、轉化、酸化製備粗維C的新方法，其特徵在於將古龍酸、氯化氫、甲醇、碳酸氫鈉按重量比1∶0.0035∶3－5∶0.4－0.5投料攪拌後，升溫至66－68℃，回流2－5小時，得古龍酸甲酯溶液，然後降溫至50℃以下，加入活性碳酸氫鈉升溫回流2－4小時，得Vc－Na甲醇液，降溫過濾得Vc－Na固體，再用其2－3倍量去離子水溶解後，用陽離子樹脂柱進行酸化，收集pH1.5－1.7的流出液，加炭脫色後過濾，結晶得粗維生素C。本發明方法解決了現工藝中用硫酸為催化劑或以陽離子樹脂為催化劑所存在的種種弊端，具有提高產品質量、產品吸率的雙重作用，並可改善操作環境，減輕勞動強度，減少工藝步驟，降低成本。
文檔編號C07D307/62GK1506357SQ0214471
公開日2004年6月23日 申請日期2002年12月9日 優先權日2002年12月9日
發明者田乃秋, 高永濤 申請人:東北製藥總廠