一种维生素C纳的合成方法
文献发布时间:2023-06-19 19:27:02
技术领域
本发明涉及维生素C纳制备技术领域,尤其涉及一种维生素C纳的合成方法。
背景技术
维生素C钠为白色或极微黄色结晶或结晶性粉末;无臭;在空气中较稳定,遇光色渐变暗,主要用于以下几个方面:
1.可用于维生素c补充,作用与抗坏血酸相同,但由于是钠盐,所以性能更稳定,同时不再有维生素c的强酸性,可以与多种药物同时服用,更优于维生素C。
2.肉类和其他食品的抗氧化剂。
3.作食品营养强化剂,还可作护色剂和抗氧化剂。作用与抗坏血酸相同。
一般的制备方法为在抗坏血酸的溶液中先后加入碳酸钠、异丙醇,经反应即得,也可由抗坏血酸与碳酸钠加热反应,过滤而得。CN101735183B公开了一种维生素C钠盐合成方法,它包括以下步骤:(a)将古龙酸与甲醇溶液混合,依次通过颗粒活性炭柱、阳离子树脂柱;(b)处理液通过干燥过滤器;(c)将b步所得除水处理液经由该树脂柱进行循环酯化反应,得酯化液;(d)将酯化液注入常压反应器,转化反应;(e)反应结束后料液B冷却至室温,离心得维生素C钠盐,但是产品的纯度和收率均较低,不能满足医药及食品的产品要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种维生素C纳的合成方法,该方法不使用硫酸,稳定性好,操作简便,产品收率高,纯度高,能够很好地解决现有技术不足。
为实现上述目的,本发明提供一种维生素C纳的合成方法,包括以下步骤:
(1)将低级脂肪醇加入溶解槽中,然后加入2-酮基-L-古龙酸和催化剂助剂,加热至30~50℃,搅拌溶解,过滤,除去其中的不溶性杂质,其中2-酮基-L-古龙酸、低级脂肪醇、催化剂助剂的摩尔比为1:1.5~4:0.01~0.05;
(2)将步骤1得到的混合溶液,先流经装有固体酸催化剂的固定床反应器,然后再流经装有分子筛的固定床进行除水,最后再流回溶解槽,开启下一个循环,至到酯化反应完成,得到酯化液;
(3)将步骤2得到的酯化液加热至30~45℃,然后将碳酸钠和氢氧化钠的混合物加入到酯化液中,进行烯醇化、内酯化反应,得到维生素C钠,其中碳酸钠和氢氧化钠的摩尔数之和是2-酮基-L-古龙酸摩尔数的0.5~1倍,,氢氧化钠和碳酸钠的摩尔数之比为1:1~8;通过氢氧化钠的加入,可以和反应产生的二氧化碳反应,促进酯化反应向正反应方向进行,加快反应速率,提高产率;
(4)反应结束后,将步骤3得到的反应液过滤、洗涤、干燥即得维生素C钠产品。
制备过程的反应式见图1。
优选地,所述步骤1中低级脂肪醇为甲醇、乙醇或叔丁醇,优选叔丁醇。常用的醇为甲醇,但是甲醇毒性较强,沸点较低,对操作和防护要求较高;乙醇虽然活性比甲醇低,但是毒性小,沸点较高,也是较好的选择;在选用叔丁醇时,意外的获得了很好的实验结果,在4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在下,酯化反应进行顺利,且由于叔丁醇的高位阻,容易脱去,使得烯醇化、内酯化反应的速率更快,总收率更高。
优选地,所述步骤2中分子筛为4A分子筛,分子筛之间留有空隙,保证液体能够顺利通过,所述固体酸催化剂为SO
优选地,所述步骤3中碳酸钠和氢氧化钠的混合物的加入方式为少量多次加入,烯醇化、内酯化反应过程中,需要抽真空,真空至-0.05~-0.01MPa之间,可以带走部分二氧化碳和低级脂肪醇,有利于反应向产物方向进行,且步骤4中由于低级脂肪醇减少,产品析出,直接过滤、洗涤、干燥即得维生素C钠产品。现有技术大都采用碳酸氢钠,用碳酸钠代替碳酸氢钠,可以降低物料使用量,同时由于氢氧化钠的加入,将反应生成的二氧化碳被消耗掉,且生成的碳酸钠可以继续作为反应物参加反应,最终的烯醇化、内酯化反应收率大于99%,进行的很彻底。
优选地,所述步骤2中酯化反应收率大于98%。
优选地,所述步骤4中制备的维生素C钠纯度大于99.2%,在优选的条件下纯度大于99.9%。
优选地,所述步骤1中有催化剂助剂为羟基乙叉二膦酸(HEDP)或4-二甲氨基吡啶(DMAP)。在低级脂肪醇为异丙醇时,催化剂助剂采用DMAP,酯化收率和产品纯度均大于99%,效果较好。
本发明提供了一种维生素C纳的合成方法,该方法不使用硫酸,稳定性好,操作简便,酯化反应收率大于98%,产品总收率大于96%,纯度大于99.2%,在优选的条件下纯度大于99.9%,能够很好地解决现有技术不足。
附图说明
图1为制备维生素C钠反应式。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例,仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种维生素C钠的合成方法,包括以下步骤:
(1)将甲醇加入溶解槽中,然后加入2-酮基-L-古龙酸和HEDP,加热至30~40℃,搅拌溶解,过滤,除去其中的不溶性杂质,其中2-酮基-L-古龙酸、甲醇、HEDP的摩尔比为1:1.7:0.002;
(2)将步骤1得到的混合溶液,先流经装有固体酸催化剂的固定床反应器,然后再流经装有分子筛的固定床进行除水,最后再流回溶解槽,开启下一个循环,至到酯化反应完成,得到酯化液,酯化反应收率为98.2%;所述固体酸催化剂为质量比1:1的SO4
(3)将步骤2得到的酯化液加热至30~35℃,然后将碳酸钠和氢氧化钠的混合物少量多次加入加入到酯化液中,抽真空,真空至-0.03~-0.01MPa之间,进行烯醇化、内酯化反应,得到维生素C钠,其中碳酸钠和氢氧化钠的摩尔数之和是2-酮基-L-古龙酸摩尔数的0.55倍,氢氧化钠和碳酸钠的摩尔数之比为1:8;
(4)反应结束后,将步骤3得到的反应液过滤、洗涤、干燥即得维生素C钠产品,产品总收率96.8%,产品纯度99.3%。
实施例2
一种维生素C钠的合成方法,包括以下步骤:
(1)将叔丁醇加入溶解槽中,然后加入2-酮基-L-古龙酸和DMAP,加热至40~50℃,搅拌溶解,过滤,除去其中的不溶性杂质,其中2-酮基-L-古龙酸、叔丁醇、DMAP的摩尔比为1:4:0.01;
(2)将步骤1得到的混合溶液,先流经装有固体酸催化剂的固定床反应器,然后再流经装有分子筛的固定床进行除水,最后再流回溶解槽,开启下一个循环,至到酯化反应完成,得到酯化液,酯化反应收率为99.1%;所述固体酸催化剂为质量比1:3的SO
(3)将步骤2得到的酯化液加热至35~40℃,然后将碳酸钠和氢氧化钠的混合物少量多次加入加入到酯化液中,抽真空,真空至-0.03~-0.02MPa之间,进行烯醇化、内酯化反应,得到维生素C钠,其中碳酸钠和氢氧化钠的摩尔数之和是2-酮基-L-古龙酸摩尔数的0.7倍,氢氧化钠和碳酸钠的摩尔数之比为1:2;
(4)反应结束后,将步骤3得到的反应液过滤、洗涤、干燥即得维生素C钠产品,产品总收率96.2%,产品纯度99.91%。
实施例3
一种维生素C钠的合成方法,包括以下步骤:
(1)将乙醇加入溶解槽中,然后加入2-酮基-L-古龙酸和HEDP,加热至35~45℃,搅拌溶解,过滤,除去其中的不溶性杂质,其中2-酮基-L-古龙酸、乙醇、HEDP的摩尔比为1:3:0.005;
(2)将步骤1得到的混合溶液,先流经装有固体酸催化剂的固定床反应器,然后再流经装有分子筛的固定床进行除水,最后再流回溶解槽,开启下一个循环,至到酯化反应完成,得到酯化液,酯化反应收率为98.1%;所述固体酸催化剂为质量比1:5的SO
(3)将步骤2得到的酯化液加热至40~45℃,然后将碳酸钠和氢氧化钠的混合物少量多次加入加入到酯化液中,抽真空,真空至-0.04~-0.05MPa之间,进行烯醇化、内酯化反应,得到维生素C钠,其中碳酸钠和氢氧化钠的摩尔数之和是2-酮基-L-古龙酸摩尔数的0.8倍,氢氧化钠和碳酸钠的摩尔数之比为1:1;
(4)反应结束后,将步骤3得到的反应液过滤、洗涤、干燥即得维生素C钠产品,产品总收率97.8%,产品纯度99.75%。
对比例1
本实施例与实施例2不同的是,步骤1中,催化剂助剂DMAP用HEDP代替,其余同实施例2,不在赘述。最终酯化反应收率为81.21%,产品总收率79.32%,产品纯度78.21%。说明催化剂助剂DMAP在2-酮基-L-古龙酸和叔丁醇酯化过程中起到很好的催化效果。
对比例2
本实施例与实施例1不同的是,步骤1中,催化剂助剂HEDP不加,其余同实施例1,不在赘述。最终酯化反应收率为95.21%,产品总收率93.28%,产品纯度95.24%。
对比例3
本实施例与实施例1不同的是,步骤4中,碳酸钠和氢氧化钠的混合物,改为碳酸钠,氢氧化钠不加,其余同实施例1,不在赘述。最终产品总收率93.25%,产品纯度94.18%。
对比例4
本实施例与实施例1不同的是,步骤2中,分子筛固定床除水步骤取消,其余同实施例1,不在赘述。最终酯化反应收率92.57%,产品总收率90.42%,产品纯度91.2%。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的构思下,利用本发明说明书所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
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