β－胡蘿蔔素的製備方法

2024-03-28 15:45:05 1

專利名稱：β－胡蘿蔔素的製備方法
技術領域：
本發明涉及維生素的製備，具體地說是一種β-胡蘿蔔素的製備方法。
背景技術：
現有β-胡蘿蔔素的化學合成法主要有Roche法、BASF法、雙維生素A縮合法以及合成維生素A醋酸酯的母液氧化法。
①Roche法以β-紫羅蘭酮為起始原料，經C14-醛、C16-醛生成C19-醛，與一分子乙炔縮合，生成中間體15，15-脫二氫二羥基-β-胡蘿蔔素。再通過Lindlar催化劑部分氫化和酸催化除去2分子水，生成15，15』-順-β-胡蘿蔔素，最後異構化生成β-胡蘿蔔素，總收率28％。反應式如下 ②BASF法利用Wittig試劑將2分子C15季磷鹽與一分子2，7-二甲基辛三烯二醛縮合，然後異構化即得β-胡蘿蔔素，收率超過80％。反應式如下
③雙維生素A縮合法從維生素A醋酸酯(vitamin A acetate)開始，水解得維生素A醇，然後分別製成維生素A三苯基膦鹽化合物和維生素A醛，再以甲醇鈉為縮合劑，經過Witting反應縮合成β-胡蘿蔔素。反應式如下 ④合成維生素A醋酸酯的母液氧化法以維生素A醋酸酯的一次、二次結晶母液為原料，先與三苯基瞵結合，反應產物用非極性溶劑洗滌除去雜質，再經H2O2氧化、異構化等步驟，可得到β-胡蘿蔔素，收率約80％。
Roche法合成路線長，總收率偏低；BASF法主要問題在於Wittig反應所產生的三苯基氧膦去除比較困難；雙維生素A縮合法所用的原料維生素A本身就是一種較難製備的原料；合成維生素A醋酸酯的母液氧化法原料來源非常有限，難以達到一定的生產規模。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種原料易得、合成工藝簡單、反應選擇性好的β-胡蘿蔔素的製備方法，以降低生產成本，提高產物收率，減少副產物的產生。
為此，本發明採用以下的技術方案β-胡蘿蔔素的製備方法，以(3E，5E，7E，9E，11E，13E，15E)-3，7，12，16-四甲基十八-3，5，7，9，11，13，15-七烯-1，17-二炔(U，下簡稱C22二炔多烯化合物)為原料，與格氏試劑反應生成雙格氏化合物(3E，5E，7E，9E，11E，13E，15E)-3，7，12，16-四甲基十八-3，5，7，9，11，13，15-七烯-1，17-二炔溴化鎂(V)，所述的雙格氏化合物(V)與2，2，6-三甲基環己酮(A)反應得到雙去氫β-胡蘿蔔素(W)，其經還原得到β-胡蘿蔔素(G)，反應式如下
本發明採用的原料C22共軛二炔多烯化合物(U)由維生素A生產中的副產物反式C6醇為起始原料合成，原料易製備且成本低，本發明先進行縮合反應，後進行格氏反應，反應選擇性好，副產物少。
所述β-胡蘿蔔素的製備方法，雙格氏化合物(V)與2，2，6-三甲基環己酮的摩爾比為1∶2～10，優選為1∶3～6。
所述β-胡蘿蔔素的製備方法，格氏反應所用的格氏試劑是C2H5MgX，X為Cl或Br，溶劑為四氫呋喃或乙醚。
所述β-胡蘿蔔素的製備方法，還原反應所用的還原劑為鋅粉，雙去氫β-胡蘿蔔素與鋅粉的摩爾比為1∶2～10，優先為1∶4～6，所用的還原介質為醋酸，所用的溶劑為CH2Cl2或CHCl3，優先為CH2C12。
本發明具有以下有益效果1)原料C22共軛二炔多烯化合物，原料易製備且成本低；2)在β-胡蘿蔔素的合成中，先進行縮合反應，後進行格氏反應，反應選擇性好，總收率高，副產物少；3)該方法簡單，操作方便。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。
實施例1A.反式C6膦鹽的製備在500ml三口燒瓶中加入C6醇((E)-3-甲基-2-烯-4-炔-1-戊醇)9.6g，二氯甲烷200ml，在室溫下滴加58％氫溴酸20g，滴畢保溫反應30分鐘，加入水100ml，分出二氯甲烷層。將二氯甲烷層濃縮至50ml，加入乙酸乙酯150ml，PPh328g，室溫反應24小時，過濾，乾燥，得C6膦鹽26g。母液濃縮至100ml左右，冷卻，又可析出C6膦鹽8g，收率81％。
B.C22雙炔多烯化合物(U)的製備在1000ml四口燒瓶中加入21g C6膦鹽，4g C10醛((2E，4E，6E)-2，7-二甲基-2，4，6-辛三烯二醛)，250ml甲醇，控制反應溫度10℃左右，攪拌滴加10％叔丁醇鉀的甲醇溶液70ml。滴完保溫反應，反應結束，過濾，真空乾燥，得C22雙炔多烯化合物(U)5.9g，收率82％。
C、雙去氫β-胡蘿蔔素(W)的製備在1000ml燒瓶中加入THF(四氫呋喃)300ml，Mg 2.6g，2g溴乙烷，0.1g碘，加熱使之引發，然後控制反應溫度為30～35℃，滴加剩餘的12g溴乙烷，滴畢，保溫反應直至Mg完全消失。然後向上述反應液中分批加入14.4g C22二炔多烯化合物(U)，保溫反應，直至形成均勻的粘性溶液。升溫至50℃，滴加含有40g2，2，6-三甲基環己酮(A)的200mlTHF(四氫呋喃)溶液，滴畢，保溫反應8小時，降溫至20℃以下，然後向反應液中滴加10％稀硫酸100ml，3×400mlCH2Cl2萃取，CH2Cl2層用3×200ml水洗，減壓除去CH2Cl2，得雙去氫β-胡蘿蔔素23.7g，收率89％。
D、β-胡蘿蔔素(G)的製備在1000ml燒瓶中加入雙去氫β-胡蘿蔔素(W)13.3g，CH2Cl2400ml，攪拌溶解，冷卻至20℃以下，強烈攪拌下加14g鋅粉，滴加55ml冰醋酸，滴加時間1小時左右，滴畢保溫2小時。反應畢過濾除去固體物，濾液加20％Na2CO3中和至中性，分出有機層，2×300ml水洗，10g無水MgSO4乾燥，減壓濃縮至60ml，加無水乙醚100ml，冷卻至20℃以下，過濾，得β-胡蘿蔔素(G)12.1g，收率90％。
實施例2A、以實施例1同樣的方法製備反式C6膦鹽和C22雙炔多烯化合物B、雙去氫β-胡蘿蔔素(W)的製備在1000ml燒瓶中加入乙醚300ml，Mg 2.6g，2g溴乙烷，0.1g碘，加熱使之引發，然後控制反應溫度為30～35℃，滴加剩餘的12g溴乙烷，滴畢，保溫反應直至Mg完全消失。然後向上述反應液中分批加入14.4g C22二炔多烯化合物(U)，保溫反應，直至形成均勻的粘性溶液。升溫至50℃，滴加含有24g2，2，6-三甲基環己酮(A)的200ml乙醚溶液，滴畢，保溫反應10小時，降溫至20℃以下，然後向反應液中滴加10％稀硫酸100ml，3×400ml CHCl3萃取，CHCl3層用3×200ml水洗，減壓除去CHCl3，得雙去氫β-胡蘿蔔素22.8g，收率85％。
C、β-胡蘿蔔素(G)的製備在1000ml燒瓶中加入雙去氫β-胡蘿蔔素(W)13.3g，CHCl3400ml，攪拌溶解，冷卻至20℃以下，強烈攪拌下加8g鋅粉，滴加55ml冰醋酸，滴加時間1小時左右，滴畢保溫2小時。反應過濾除去固體物，濾液加20％Na2CO3中和至中性，分出有機層，2×300ml水洗，10g無水MgSO4乾燥，減壓濃縮至60ml，加無水乙醚100ml，冷卻至20℃以下，過濾，得β-胡蘿蔔素(G)12.6g，收率94％。
實施例3A、以實施例1同樣的方法製備反式C6膦鹽和C22雙炔多烯化合物B、雙去氫β-胡蘿蔔素(W)的製備在1000ml燒瓶中加入乙醚300ml，Mg 2.6g，2g溴乙烷，0.1g碘，加熱使之引發，然後控制反應溫度為30～35℃，滴加剩餘的12g溴乙烷，滴畢，保溫反應直至Mg完全消失。然後向上述反應液中分批加入14.4g C22二炔多烯化合物(U)，保溫反應，直至形成均勻的粘性溶液。升溫至50℃，滴加含有49g2，2，6-三甲基環己酮(A)的200ml乙醚溶液，滴畢，保溫反應10小時，降溫至20℃以下，然後向反應液中滴加10％稀硫酸100ml，3×400ml CHCl3萃取，CHCl3層用3×200ml水洗，減壓除去CHCl3，得雙去氫β-胡蘿蔔素23.6g，收率88％。
C、β-胡蘿蔔素(G)的製備在1000ml燒瓶中加入雙去氫β-胡蘿蔔素(W)13.3g，CHCl3400ml，攪拌溶解，冷卻至20℃以下，強烈攪拌下加6g鋅粉，滴加55ml冰醋酸，滴加時間1小時左右，滴畢保溫2小時。反應過濾除去固體物，濾液加20％Na2CO3中和至中性，分出有機層，2×300ml水洗，10g無水MgSO4乾燥，減壓濃縮至60ml，加無水乙醚100ml，冷卻至20℃以下，過濾，得β-胡蘿蔔素(G)12.4g，收率92.5％。
權利要求
1.β-胡蘿蔔素的製備方法，以(3E，5E，7E，9E，11E，13E，15E)-3，7，12，16-四甲基十八-3，5，7，9，11，13，15-七烯-1，17-二炔為原料，與格氏試劑反應生成雙格氏化合物(3E，5E，7E，9E，11E，13E，15E)-3，7，12，16-四甲基十八-3，5，7，9，11，13，15-七烯-1，17-二炔溴化鎂，所述的雙格氏化合物與2，2，6-三甲基環己酮反應得到雙去氫β-胡蘿蔔素，其還原得到β-胡蘿蔔素。
2.根據權利要求1所述β-胡蘿蔔素的製備方法，其特徵在於所述的雙格氏化合物與2，2，6-三甲基環己酮的摩爾比為1∶2～10。
3.根據權利要求2所述β-胡蘿蔔素的製備方法，其特徵在於所述的雙格氏化合物與2，2，6-三甲基環己酮的摩爾比為1∶3～6。
4.根據權利要求1-3中任一項所述β-胡蘿蔔素的製備方法，其特徵在于格氏反應所用的格氏試劑是C2H5MgX，X為C1或Br，溶劑為四氫呋喃或乙醚。
5.根據權利要求4所述β-胡蘿蔔素的製備方法，其特徵在於還原反應時所用的還原劑為鋅粉，其與鋅粉的摩爾比為1∶2～10，所用的還原介質為醋酸，所用的溶劑為CH2Cl2或CHCl3。
6.根據權利要求5所述β-胡蘿蔔素的製備方法，其特徵在於雙去氫β-胡蘿蔔素與鋅粉的摩爾比為1∶4～6，所用的溶劑為CH2Cl2。
全文摘要
本發明公開了一種β－胡蘿蔔素的製備方法。現有方法的總收率偏低，原料的成本較高，反應所產生的三苯基氧膦去除比較困難。本發明以C
文檔編號C07C403/00GK101088989SQ200610051920
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月13日 優先權日2006年6月13日
發明者陳志榮, 李浩然, 黃國棟, 李小軍, 王昌澤, 張明鋒 申請人:浙江新和成股份有限公司, 浙江大學