维生素E新工艺的研究

俞一烽 (浙江新和成股份有限公司 浙江 绍兴 312500)

一、文献综述

维生素E是维生素家族中产量最大的种类之一，广泛用于食品、化妆品、饲料等领域，传统的维生素E乙酸酯的合成主要是采用三甲基氢醌与异植物醇进行缩合得到生育酚，再用醋酐酯化得到维生素E乙酸酯[1][2]，化学合成维生素E近几年一直在持续发展新的技术。

（一）研究意义

维生素E是生育酚类化合物的总称 ,外观呈金黄色或淡黄色粘稠油状液体,具有温和特殊的气味 ,遇空气及光易发生氧化而变成暗红色 ,可与丙酮、乙醚或植物油混溶 ,几乎不溶于水 ,为脂溶性抗氧剂,VE不仅是一种常用的药品兼营养保健品,在其他领域也有许多重要的用途。

（二）研究现状

近年来，我国合成ve的两种关键的原料三甲基氢醌和异植物醇的生产技术取得了一定的突破，使合成ve得以迅速发展。但是由于合成ve市场需求较大，目前三甲基氢醌和异植物醇的技术、产量和规模远远不能满足规模生产ve的需求，因此加速发展合成ve的中间体三甲基氢醌和异植物醇，就成为我国合成ve产业发展的关键；本文采用三甲基氢醌二乙酸酯与异植物醇进行酰化反应，一步法得到维生素E乙酸酯，加入石油醚萃取分去催化剂层，加入甲醇水洗涤，即得到维生素E乙酸酯，本文通过对酰化反应催化剂的选择，反应温度的控制及滴加时间控制，反应收率达到95%左右。

实验

1.1 试剂与仪器

试剂：异植物醇、三甲基氢醌二乙酸酯、乙酸、石油醚、甲基磺酸、三氟甲磺酸、酸性树脂、甲醇

仪器：玻璃仪器若干、GS12-2电子恒速搅拌器、SHZ-D水环式真空泵、SENCO R系列旋转蒸发器、定时恒温磁力搅拌器、2XZ-4型旋片式真空泵、9790气相色谱仪、YP202N电子天平。

1.2 酰化反应式如下：

异植物醇+三甲基氢醌二乙酸酯 VE

1.3 实验过程

向500ml三口烧瓶中加入30g三甲基氢醌二乙酸酯，60ml乙酸溶解，在搅拌下加入催化剂，于5分钟升温至65～75℃后保温滴加异植物醇38.2g（98%），控制滴加时间4～6小时，反应毕，冷却，加入200ml石油醚分层，油层用60%甲醇水溶液100ml洗涤两遍，然后减压脱溶得产品。

2 结果与讨论

2.1 催化剂对反应的影响

使用不同的催化剂对酰化反应进行了实验，结果如下：

使用甲磺酸催化剂收率是88.3%，三氟甲磺酸催化剂收率95%，酸性树脂NR50催化剂收率95.5%

从上述结果可知，反应使用酸性树脂NR50做催化剂，效果最好，但价格昂贵，不利于工业化生产；采用甲磺酸作为催化剂，收率和产品含量都很难达到要求，不予采用；采用三氟甲磺酸作为催化剂使用，收率及产品含量都达到较高水平，且成本较为合理。综合考虑，采用三氟甲磺酸作为酰化反应催化剂。

2.2 反应工艺条件的优化

2.2.1 反应温度、催化剂量、滴加时间对反应的影响

以温度、催化剂量、时间作为反应因素，选定三种水平，以30g三甲基氢醌二乙酸酯为基准投料进行正交实验，结果如下：

① 在温度65℃，催化剂4.5 g，滴加时间 4小时，收率90.89%；② 在温度65℃，催化剂3 g，滴加时间5小时，收率92.91%；③ 在温度65℃，催化剂1.5 g，滴加时间6小时，收率95.11%；④ 在温度70℃，催化剂4.5 g，滴加时间6小时，收率90.99%；⑤ 在温度70℃，催化剂3 g，滴加时间5小时，收率92.00%；⑥ 在温度70℃，催化剂1.5 g，滴加时间4小时，收率91.24%；⑦ 在温度75℃，催化剂4.5 g，滴加时间5小时，收率86.36%；⑧ 在温度75℃，催化剂3g，滴加时间4小时，收率87.99%；⑨ 在温度75℃，催化剂1.5 g，滴加时间6小时，收率90.53%；

本轮正交实验得出的影响因素：温度的影响最大、催化剂量其次、滴加时间最小。

本轮正交实验得出的最优条件：温度65℃、催化剂量1.5g、滴加时间6.0小时。

总结正交实验得出：通过对酰化反应催化剂的选择，反应温度的控制及滴加时间控制，反应收率达到95.11%。

2.2.2 反应用溶剂及溶剂量对反应的影响

由于溶剂、及溶剂用量对反应的影响尚未考察[3]，因此设计如下反应条件做实验以作对比（30g三甲基氢醌二乙酸酯、温度65℃、催化剂用量、滴加时间6.0小时）：

1. 乙酸：30ml、60ml、90ml ； 2. 丙 酸 ：30ml、60ml、90ml ； 3.乙酸+石油醚：30+20ml、60+60ml、30+60ml； 4. 乙酸+正己烷：30+20ml、60+60ml、30+60ml

实验结果如下：

实验号 1纯品量 （g）：56.6412、56.7952、56.7336； 实验号 2纯品量 （g）：54.9626、 54.9915、55.2034； 实验号 3 纯品量（g）：56.6397、 56.608、 56.823； 实 验 号 4 纯 品 量 （g）：56.7645、56.7942、56.764

由实验结果可知，选用乙酸实验号4做溶剂效果较好，采用丙酸效果较差，且乙酸的量为60g最为合适。采用混合溶剂进行试验，可以看出产品的含量明显提高，但收率影响不大，考虑实际生产中反应釜的容积率，故不采用混合溶剂进行反应。

3 结论

三甲基氢醌二乙酸酯与异植物醇酰化反应得到维生素E乙酸酯的最佳反应条件为：

反应温度65℃、催化剂量：三甲基氢醌二乙酸酯量为1：20、时间6.0小时，采用乙酸作为最佳溶剂，溶剂量：三甲基氢醌二乙酸酯量为 2：1。

该工艺条件优于目前国内使用的反应条件。

[1]Helv.Chim.Acta，30，1911(1997)

[2]维生素E工业合成的进展

[3]Indian Journal of Chemistry，Vol 30B，january 1991，pp59～62

[4]《溶剂手册》（第二版），程能林主编，化学工业出版社出版

[5]陈文伟.乌桕籽油制备生物柴油的研究[D].南昌：南昌大学，2006.