果脂溶性維生素合成技術(shù)獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎

由浙江大學(xué)和浙江新和成股份有限公司開發(fā)的脂溶性維生素及類胡蘿卜素綠色合成工藝,將 VE、VA、β-胡蘿卜素、蝦青素 4種產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn),反應(yīng)步驟從 52步減為 38步——一項綠色合成工藝的產(chǎn)業(yè)化突破,使我國躋身全球脂溶性維生素生產(chǎn)三強,改變了國外公司壟斷市場的局面。

VE、VA是重要的脂溶性維生素,β-胡蘿卜素、蝦青素則是高附加值產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用于飼料添加劑和食品添加劑等領(lǐng)域。維生素可從天然產(chǎn)品中提取,但天然資源有限,遠不能滿足市場需求,目前 80%以上靠化學(xué)合成方法生產(chǎn)。20世紀 90年代初,我國 VE和 VA產(chǎn)量很小,β-胡蘿卜素和蝦青素則幾乎是空白。國際上,羅氏、巴斯夫和羅納 -普朗克是生產(chǎn)該類產(chǎn)品的大型企業(yè),市場幾乎被壟斷,大大制約了我國飼料添加劑、食品添加劑、養(yǎng)殖等行業(yè)的發(fā)展。

造成這種局面原因一方面是合成維生素路線長、合成技術(shù)要求高,這 4個產(chǎn)品單獨合成共需 52步,所需原料種類很多,生產(chǎn)難度很大;另一方面對設(shè)備要求很高。國外生產(chǎn)維生素的大公司都是通過共用中間體聯(lián)產(chǎn)這 4種產(chǎn)品。針對 4個產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點,經(jīng)過梳理和整合,課題組設(shè)計了完全不同的聯(lián)產(chǎn)方案,即用順式烯炔醇合成 VA,同時利用副產(chǎn)物反式烯炔醇生產(chǎn)蝦青素,β-胡蘿卜素合成也利用了這種以副產(chǎn)物為原料的方式;從關(guān)鍵中間體合成維生素 E主環(huán)以及蝦青素主環(huán),同樣的思路還應(yīng)用于合成 VE側(cè)鏈異植物醇以及 VA母核β-紫羅蘭酮。

要想實施上述方案,需要解決眾多技術(shù)難題。浙江大學(xué)與浙江新和成通過 16年的合作研究,發(fā)明了多項新技術(shù)、新工藝及針對不同反應(yīng)特點的過程強化裝置,解決了上述難題。譬如,他們發(fā)明了一種全新的金屬乙酰丙酮催化劑,它的高活性、高選擇性可使 VE主環(huán)與蝦青素主環(huán)采用相同的原料;發(fā)明了合成假紫羅蘭酮的新工藝,可使 VA母核與 VE側(cè)鏈共用一種中間體;發(fā)明了以反式烯炔醇為原料合成蝦青素的新路線,而反式烯炔醇正好是 VA生產(chǎn)中的副產(chǎn)物。按照這一方案,4個產(chǎn)品都可以從丙酮出發(fā)進行生產(chǎn),反應(yīng)步驟由 52步減少為 38步,解決了 4個產(chǎn)品不能規(guī)模生產(chǎn)、成本高、質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。

基于上述發(fā)明,浙江新和成先后完成了關(guān)鍵中間體和 4個產(chǎn)品的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),形成了年產(chǎn) 1萬 tVE、1 000tVA、80tβ-胡蘿卜素、60t蝦青素的能力,年減少廢水排放 5萬多 t,VE和 VA收率分別提高了 27%和 16%,蝦青素、β-胡蘿卜素成本分別下降 1/2和 2/3,產(chǎn)品質(zhì)量達到國際先進水平。由于國產(chǎn)維生素的競爭力提高,國際維生素市場格局發(fā)生了改變。現(xiàn)在,浙江新和成已占據(jù)了全球 20%～30%的市場份額,2007～2009年累計新增利潤 23億元,稅收 5.3億元,出口創(chuàng)匯 6億美元,產(chǎn)品暢銷歐、美、日等 50多個國家和地區(qū),使我國一躍成為維生素出口大國。(來源:中國化工報)