一种维生素C纳的合成方法

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。