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α-生育酚醋酸酯的制备

2011-12-21吴春燕易灵红

化工技术与开发 2011年8期
关键词:乙酸酐苯磺酸醋酸

吴春燕,蔡 敏,易灵红

(广西现代职业技术学院资源工程系,广西 河池 547000)

α-生育酚醋酸酯的制备

吴春燕,蔡 敏,易灵红

(广西现代职业技术学院资源工程系,广西 河池 547000)

以95%α-生育酚和醋酸酐为原料,对甲苯磺酸为催化剂制备α-生育酚醋酸酯。通过实验确定的最佳工艺条件为:反应原料比 n(α-生育酚)∶n(对甲苯磺酸)∶n(醋酸酐)=1∶0.007∶2,反应时间为 1h,反应温度为100℃,α-生育酚醋酸酯收率为95%。

α-生育酚醋酸酯;α-生育酚;对甲苯磺酸;酯化

天然维生素 E 又名生育酚,包括 α-、β-、γ-、δ-生育酚4种,广泛用于医药、食品、化妆品、饲料等方面[1~2]。在各种形式的维生素E化合物中,RRR-α-生育酚(即 d-α-生育酚)的生物活性最高,故通常将非α-生育酚转化为α-生育酚[3]。然而,生育酚暴露于空气中会缓慢氧化,遇光时颜色逐渐变深,受紫外光照射立即失效。而α-生育酚醋酸酯则不受这些因素的影响,具有较好的稳定性和储存性,且除了具有α-生育酚的功效外,还具有特殊功效如保护视觉神经、保护皮肤、促进溃疡愈合和抗击炎症,还可用于尿道炎和治疗口腔疾病等[4~5],大大扩展了生育酚的应用领域。国内有关制备α-生育酚醋酸酯的方法罕见,国外有关合成α-生育酚醋酸酯的方法大都是以三甲基对苯二酚或其醋酸酯跟植醇或异植醇为原料或直接以α-生育酚为原料合成α-生育酚醋酸酯[6~10]。前者合成的产品均为外消旋体,光学活性较低,且需要的原料要求较纯,价格昂贵,反应时间较长;后者得出的产品光学活性较高。文献中有关以α-生育酚为原料与醋酸酐反应用到的催化剂有:三乙胺[11],卤化锌和路易斯酸的混合物,浓硫酸[12],杂多酸[13],SO42-/TiO2-SiO2固体催化剂[14]和 KF /Al2O3固体碱催化剂[15]等,然而这些催化剂不是氧化性太强就是反应时间太长。而对甲苯磺酸作为酯化反应催化剂,反应条件明显温和。

1 材料和方法

1.1 原料与试剂

95%α-生育酚,α-生育酚醋酸酯标样(98%),乙酸酐(分析纯),对甲苯磺酸,碳酸氢钠(分析纯),甲苯(分析纯),无水硫酸镁(分析纯)。

1.2 主要仪器设备

岛津LC-10ATVP型高效液相色谱仪,BUCHIR-200型旋转蒸发仪,JB90-D强力电动搅拌机,CS501-3C超级恒温槽,HH-S数显恒温油浴锅。

1.3 实验原理

1.4 实验方法

在装有搅拌器、回流冷凝管(接氮气通入管)的250mL三口烧瓶中,加入20g含量95%的α-生育酚,加入甲苯溶解;加入一定量对甲苯磺酸,随后在滴液漏斗中加入适量乙酸酐;将三口瓶放入恒温油浴锅中,通入氮气,在冷凝回流下开始加热搅拌;升温至一定温度后往三颈瓶中逐滴滴加乙酸酐,反应1h后,停止加热;在室温下冷却至室温;将50m L 5%的碳酸氢钠溶液加入反应液中搅拌,至无气泡产生;倒入分液漏斗中进行分离,保留油相;用蒸馏水震荡洗涤油相至中性;去掉水层后,再加入适量无水硫酸镁让其充分吸水后,有机层放入圆底烧瓶用薄膜旋转蒸发仪除去溶剂甲苯,圆低烧瓶内残余物即为产品。

2 结果与讨论

2.1 催化剂用量的影响

催化剂用量对α-生育酚醋酸酯收率的影响见表1。由表1可以看出,催化剂对反应结果有较大的影响。催化剂用量少则反应的反应速率、转化率都有所降低。随着催化剂用量的增加,酯化的反应速率和转化率均有所提高。催化剂增加到一定量后,收率达到最大值。如果继续增加催化剂用量,反应的转化率反而有所下降,这可能是过多的催化剂用量促使生育酚发生氧化反应,增加副反应的发生,从而出现收率下降的趋势。本实验选用对甲苯磺酸与α-生育酚的物质的量比为 0.007。

表1 对甲苯磺酸用量对α-生育酚醋酸酯收率的影响

2.2 物料比的影响

物料比对α-生育酚醋酸酯收率的影响见表2。由表2可看出,物料比为1时,还有相当一部分的生育酚未转化完全。随着物料比的增加,α-生育酚醋酸酯的收率增大;但当物料比达到2后,再增加乙酸酐的用量,反而使α-生育酚收率略有减小,这可能是由于增加乙酸酐的用量,会使反应液中的乙酸含量增加,从而使反应向负方向进行,此外,过量的乙酸酐也会给后处理带来麻烦,因而通过本实验可得出适合选用的物料比为2。

表2 物料比对α-生育酚醋酸酯收率的影响

2.3 反应时间的影响

反应时间对α-生育酚醋酸酯收率的影响见表3。由表3可知,反应时间较短时,转化不完全,随着反应时间的延长,收率不断提高,1h后,反应基本上达到平衡,再延长时间虽然收率略有提高,但是其颜色变深。从经济角度出发,本实验选用的反应时间为1h。

2.4 反应温度的影响

表3 反应时间对α-生育酚醋酸酯收率的影响

反应温度对α-生育酚醋酸酯收率的影响见表4。提高反应温度,能明显提高反应的速率和缩短引发反应的时间,但过低或过高的反应温度均不利于反应转化率的提高。过低的反应温度虽然能提高反应的选择性,但整个反应过程中引发慢、反应速率低,不能使反应明显进行,收率也得不到提高;过高的反应温度虽然能提高反应的收率,但反应温度过高不利于反应的安全,对产品的颜色也不利,也可能导致副反应的发生。因此,本实验选用的反应温度为100℃。

表4 反应温度对α-生育酚醋酸酯收率的影响

3 结论

以对甲苯磺酸为催化剂,由混合生育酚制得的95%α-生育酚为原料与醋酸酐反应可制备α-生育酚醋酸酯。经优化后的最佳工艺条件为:n(α-生育酚)∶n(对甲苯磺酸)∶n(醋酸酐)=1∶0.007∶2,反应时间为1h,反应温度为100℃,α-生育酚的收率为95.6%。该制备工艺简单,反应所耗催化剂少,适合于推广和应用。

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Preparation ofα-T ocopherol Acetate

WUChun-yan,CAIMin, YILing-hong
(Department of Resources Engineering,Guangxi Modem Vocational Technology College,Hechi547000, China)

The alpha-tocopherol acetate with 95%alpha-tocopherol and acetic anhydride was synthesized under the catalysis of toluene-p-sulfonic acid.Optimal conditions were obtained by test:the mole ratios of αtocopherol to toluene-p-sulfonic acid to acetate anhydride was 1 ∶0.007 ∶2,the reaction time was 1h and the temperaturewas100℃.The yield was95%.

alpha-tocopherol acetate;alpha-tocopherol;toluene-p-sulfonic acid;esterification

TQ 225.24

A

1671-9905(2011)08-0028-03

吴春燕(1982-),女,广西钦州人,硕士,讲师,主要从事化工教学和研究工作。Email:wuchunyan117@163.com

2011-04-27

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