張飛(安徽豐原發(fā)酵技術(shù)工程研究有限公司， 安徽 蚌埠 233000)

維生素E及其中間體綠色化學(xué)研究

張飛(安徽豐原發(fā)酵技術(shù)工程研究有限公司， 安徽 蚌埠 233000)

本文研究了維生素E及其中間體2，2一二烷氧基丙烷的綠色有機(jī)化學(xué)合成。針對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)合成方式引起的對(duì)設(shè)備的酸性腐蝕不足，建議使用簡(jiǎn)單銨型離子液體作為化學(xué)反應(yīng)的溶劑介質(zhì)或催化劑來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)維生素化學(xué)合成中需要用到的有機(jī)揮發(fā)性溶劑及催化劑，降低了對(duì)于環(huán)境帶來(lái)的污染。

維生素E；中間體；銨型離子液體；綠色化學(xué)

化學(xué)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展，促進(jìn)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛增長(zhǎng)，并提高了人民的生活水平。但從另一角度講，傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展給社會(huì)環(huán)境帶來(lái)了巨大的污染，嚴(yán)重影響到了我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。本文在綠色化學(xué)、綠色生產(chǎn)的基本理念指導(dǎo)下，提出使用價(jià)格低、污染小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并具有廣闊工業(yè)化前景的簡(jiǎn)單銨型離子液體，并研究了在維生素E及其中間體的化學(xué)合成中銨型離子液體的應(yīng)用問(wèn)題。

1 維生素E簡(jiǎn)介

利用天然產(chǎn)物提取法得到的天然維生素E由α、β、γ、ζ型生育酚以及α、β、γ、ζ型三烯生育酚8種同系物組成。不同原料制備所得的天然維生素E，會(huì)在一定的程度上影響到維生素E抗氧性及生物活性。天然維生素E的品質(zhì)較高，因此被廣泛應(yīng)用于直接作用于人體的產(chǎn)品領(lǐng)域，如：保健品、醫(yī)藥產(chǎn)品、添加劑、化妝品以及營(yíng)養(yǎng)品等。但天然維生素E的生產(chǎn)成本高、產(chǎn)量低的原因，不能夠滿足各個(gè)領(lǐng)域?qū)ζ涞男枨?。隨著維生素E被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，各方面對(duì)維生素E需求量也是持續(xù)增長(zhǎng)，人工合成生產(chǎn)維生素E的重要性也逐漸凸顯了出來(lái)。目前，化學(xué)合成方法廣泛應(yīng)用于制備維生素E，除極少的商品維生素E是提取于純天然產(chǎn)物外，其它95%左右的維生素E都是通過(guò)有機(jī)合成方法利用化學(xué)工藝制備的。

2 銨型離子液體在化學(xué)合成二烷氧基丙烷中的使用

在有機(jī)合成中，縮酮是一種非常重要的羰基保護(hù)形式，常被用于保護(hù)羰基官能團(tuán)。二烷氧基丙烷，主要是指2,2-二乙氧基丙烷和2,2-二甲氧基丙烷。他們?cè)诤铣舍t(yī)藥中間體、研究有機(jī)合成方法學(xué)以及提取天然產(chǎn)物方面被廣泛應(yīng)用。除此之外，2,2-二乙氧基丙烷和2,2-二甲氧基丙烷也是合成β-紫羅蘭酮，維生素A和維生素E的主要中間體。

2,2-二烷氧基丙烷在堿性或中性環(huán)境中一般比較穩(wěn)定，而在弱酸性環(huán)境中則會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，生成丙酮以及對(duì)應(yīng)的甲醇或乙醇，因此可以使用銨型離子液體作為合成二烷氧基丙烷的溶劑介質(zhì)，從而取代一般對(duì)環(huán)境有較大污染的堿性溶劑。

圖1 二烷氧基丙烷的水解反應(yīng)

二烷氧基丙烷能夠用于干燥具有熱敏性、易分解的有機(jī)化合物。因?yàn)?,2-二甲氧基丙烷的水解反應(yīng)能夠進(jìn)行完全，而且可以定量生成甲醇和丙酮，只要測(cè)出水解反應(yīng)所得的反應(yīng)產(chǎn)物甲醇或丙酮的濃度，就能計(jì)算出樣品中水的含量。

3 銨型離子液體在化學(xué)合成維生素E中的使用

工業(yè)上，制備維生素E所采取的主要方法是在路易斯酸的催化作用下使異植物醇和三甲基氫醌發(fā)生環(huán)合反應(yīng)。據(jù)國(guó)內(nèi)一些著名學(xué)者的資料研究表明：AIC13、BF3、ZnC12、 Fe/HCl、直鏈梭酸和硼酸的混合物可以作為異植物醇和三甲基氫醌縮合的催化劑。但在使用以上催化劑時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些缺陷：腐蝕設(shè)備、廢水環(huán)境污染。為了避免這些不足的產(chǎn)生，常常使用簡(jiǎn)單銨型離子液體代替以上所述的路易斯酸性催化劑，來(lái)催化異植物醇和三甲基氫醌的環(huán)合反應(yīng)。

使用簡(jiǎn)單銨型離子液體代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機(jī)合成維生素工藝中具有揮發(fā)性的溶劑介質(zhì)，同時(shí)可以取代酸性催化劑的作用。改變離子液體的陽(yáng)離子的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)，并不會(huì)對(duì)異植物醇與三甲基氫醌縮合反應(yīng)生成維生素E造成太大影響；改變離子液體的陰離子種類(lèi)和結(jié)構(gòu)，則會(huì)對(duì)反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生較為明顯的影響。縮合反應(yīng)具有較高的轉(zhuǎn)化率并選擇性進(jìn)行時(shí)，離子液體的陰離子必須為醋酸根負(fù)離子或者是酸氫根負(fù)離子，而當(dāng)離子液體中的陰離子是四氟硼酸根、六氟磷酸根或磷酸二氫根時(shí)，縮合反應(yīng)基本上不能夠進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

本文研究綠色化學(xué)，主要研究的是維生素E及其中間體2,2-二烷氧基丙烷的有機(jī)化學(xué)合成，并提出以簡(jiǎn)單銨型離子液體為化學(xué)反應(yīng)需要使用的催化劑。在進(jìn)行化學(xué)縮合反應(yīng)時(shí)，不但可以將簡(jiǎn)單銨型離子液體作為反應(yīng)的溶劑介質(zhì)，還能夠作為酸性催化劑。簡(jiǎn)單銨型離子液體能溶于水但縮合反應(yīng)的產(chǎn)物一般是不溶于水的，因此使用簡(jiǎn)單銨型離子液體不但有利于反應(yīng)產(chǎn)物的分離，還能夠在一定程度上減少對(duì)環(huán)境的污染。簡(jiǎn)單銨型離子液體的價(jià)格較便宜、制備較方便，能夠使維生素E產(chǎn)業(yè)的清潔生產(chǎn)工作順利進(jìn)行。

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