[发明专利]一种维生素A高级脂肪酸酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于维生素合成领域，具体涉及一种维生素A高级脂肪酸酯的合成方法。

背景技术

维生素A醇因其稳定性差，不易贮运，在实际的应用中，常常把维生素A醇转化为相对更稳定的维生素A高级脂肪酸酯化物。维生素A高级脂肪酸酯化物的合成方法相当多，但都有缺点，目前采用比较多的生产工艺是高级脂肪酸经氯化亚砜酰化后，与维生素A醇在缚酸剂(三乙胺、吡啶等)的存在下反应制备，此方法有能耗大，污染严重，工艺路线长、缚酸剂难分离，产品质量差等缺点。

维生素A高级脂肪酸酯的结构如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)中，R为C₉～₁₅直链烷烃。

维生素A醇的结构如式(Ⅲ)所示：

专利WO2014/23772公开了一种维生素A棕榈酸酯的制备方法，该制备方法在强碱性条件下，棕榈酸甲酯与维生素A醋酸酯进行酯交换，蒸除醋酸甲酯，从而制备到维生素A棕榈酸酯，此方法中得到的高级脂肪酸甲酯纯度不高，大部分未实现工业化生产，碱在产品中的残留使产品的稳定性与外观差。

酶法合成维生素A高级脂肪酸酯近年来也有报道(刘园，“酶法制备维生素A棕榈酸酯的研究”，集美大学硕士论文，2011年4月15日)，采用脂肪酸酶Novozyme435或Amberlyst A21，维生素A醋酸酯与高级脂肪酸可以直接反应制备维生素A高级脂肪酸酯化物，此法存在酶的成本、套用与酶的分离与活化等难题，且收率仅78％，没有任何的成本优势。

发明内容

本发明提供了一种维生素A高级脂肪酸酯的合成方法，该合成方法对环境友好，反应温度较低，能耗小，原辅料的分子利用率高，收率高。

一种维生素A高级脂肪酸酯的合成方法，包括：

在碱性金属氧化物的催化下，维生素A醇与高级脂肪酸酐在有机溶剂中发生酯化反应，反应完全后经过后处理得到所述的维生素A高级脂肪酸酯；

维生素A高级脂肪酸酯的结构如式(Ⅰ)所示：

所述的高级脂肪酸酐的结构如式(Ⅱ)所示：

式(Ⅰ)中，R为C₉～C₁₅烷基，优选为C₉～C₁₅直链烷基。

本发明针对目前维生素A高级脂肪酸酯化物的合成方法中的缺点，对合成方法进行了优化，采用碱性金属氧化物作为催化剂，采用高级脂肪酸酐作为酰化试剂，以较高的收率得到了维生素A高级脂肪酸酯，得到的产品的纯度高，外观好。

此外，也有文献报道(“酸性γ-氧化铝催化合成马来酸二烯丙酯”《精细化工原料及中间体》王一军2005年第9期)采用酸性金属氧化物催化合成酯，但维生素A在酸性条件下极不稳定，用于维生素A高级脂肪酸酯化物的合成时，副产物多，不具备实际的应用价值；本发明对金属氧化物进行处理成碱性，再用于合成维生素A高级脂肪酸酯化物，既不破坏维生素A又达到了催化效果。

作为优选，所述的碱性金属氧化物为氧化钙、氧化镁和氧化铝中的至少一种，其中200目碱性氧化铝(γ氧化铝)催化效果最好。

所述的高级脂肪酸酐可以通过相应的高级脂肪酸与醋酸酐反应，蒸除副产物醋酸后得到。作为优选，所述的高级脂肪酸酐优选为棕榈酸酐。

本发明所述的有机溶剂为吡啶、乙腈、苯、甲苯、石油醚、正已烷、正庚烷、二氯甲烷、三氯甲烷等溶剂中的一种或几种混合物。反应时吡啶的溶剂效应最好，但其后处理麻烦，会导致吡啶残留较多；苯、甲苯对环境不友好，属致癌溶剂，不适合用于大生产；乙腈、正已烷、正庚烷、三氯甲烷因存在H⁺或-CH₃基团会抑制反应产物的溶剂化，阻碍反应向正方向进行。结合经济效益、环境友好与溶剂效应，石油醚、二氯甲烷为最优选溶剂，此时，回收能耗小。

作为优选，所述的碱性金属氧化物为碱性氧化铝(γ氧化铝)，目数为100～300目；

所述的有机溶剂为石油醚或者二氯甲烷，此时，反应的收率最高。

作为进一步的优选，所述的碱性氧化铝使用前采用如下方法进行活化：

室温下将市售的γ氧化铝在10～15％氢氧化钠水溶液中浸泡2～3小时，然后在减压烘箱中80～90℃烘20～24小时。

作为优选，反应温度为10～80℃，反应时间为1～4小时；作为进一步的优选，反应温度为40～50℃，反应时间为2.5小时。