[发明专利]一种由苹果酸制备维生素B6的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由苹果酸制备维生素B₆的方法，属于医药生物化工技术领域。

背景技术

维生素B₆，化学名：5-羟基-6-甲基-3,4-吡啶二甲醇盐酸盐或3-羟基-2-甲基-4,5-二羟甲基吡啶盐酸盐，简称VB₆，是人体所必需的维生素之一，其在动物生长过程中起关键作用，因此被广泛用于医药、食品、饲料添加剂及化妆品工业等领域。维生素B₆在自然界中以吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺三种形式存在，在一定条件下，三者在体内可相互转化，工业上合成的一般为吡哆醇盐酸盐，即2-甲基-3-羟基-4,5-二羟甲基吡啶盐酸盐。

目前，工业上通常采用化学合成法生产维生素B₆，例如美国专利US3227721使用2-甲基-3-羟基-吡啶 -4,5-二甲酸二乙酯为起始原料，经四氢铝锂还原制备维生素B₆，但四氢铝锂用量大，价格昂贵，成本高，操作安全隐患大。我国在维生素B₆生产中采用了先进的草酰噁唑工艺，总收率提高到54％左右。但是，该工艺以4-甲基-5-烷氧基噁唑为关键中间体，而4-甲基-5-烷氧基噁唑的制备较为繁琐，需要使用三氯氧磷等脱水剂关环，废水量大，不利于环境保护(参见CN102329048A)。中国专利文件CN101402600A提供一种维生素B6的制备方法，包括有Diels-Alder反应、芳构反应、水解反应和精制步骤，4-甲基-5-烷氧基-噁唑与2-正丙基-4，7-二氢-1，3-二噁庚英在Diels-Alder反应过程中加入碱性试剂，在芳构反应过程中加入金属离子络合剂去除了体系中的金属离子。因此，现有的VB₆制备工艺化学合成法，大都使用4-甲基-5-烷氧基 -噁唑与2-正丙基-4，7-二氢-1，3-二噁庚英为起始原料，经过加成及芳构化反应等制备VB₆，存在着生产周期长，产生的三废多，环境污染，而且产品着色较重，脱色困难等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种由苹果酸制备维生素B₆的简便方法，产生废水少，绿色环保。

术语说明：

化合物I：维生素B₆；

化合物II：2-羟基-2,3-二羟甲基丁二酸(II)；

化合物Ⅲ：1H,4H-二氢呋喃[3,4-c]并二氢呋喃-1,4-二酮(Ⅲ)；

化合物Ⅳ：3-羟甲基-4-(1-羟基-2-硝基-1-)丙烯基-2,5-二氢呋喃-2-酮(Ⅳ)；

化合物Ⅴ：2-羟基-3-羟甲基-4-(1-羟基-2-硝基-1-)丙烯基-2,5-二氢呋喃(Ⅴ)；

以上化合物编号与说明书中的反应式中的结构式编号是对应一致的。

本发明的技术方案如下:

一种由苹果酸制备维生素B₆的简便方法，包括步骤如下：

(1)在溶剂I中，苹果酸与甲醛或多聚甲醛在有机碱I催化作用下，于30-70℃温度下经羟甲基化反应生成2-羟基-2,3-二羟甲基丁二酸(Ⅱ)；加入酸，加热回流，内酯化脱水成环，反应完毕，回收溶剂、冷却、得到油状物1H,4H-二氢呋喃[3,4-c]并二氢呋喃-1,4-二酮(Ⅲ)，以下简称为化合物Ⅲ；

(2)在溶剂II中，将步骤(1)制备的化合物Ⅲ和硝基乙烷于有机碱II催化作用下，在20-60℃温度下经缩合反应得到3-羟甲基-4-(1-羟基-2-硝基-1-)丙烯基-2,5-二氢呋喃-2-酮(Ⅳ)；该化合物Ⅳ在10-30℃温度下与硼氢化钠或硼氢化钾还原反应，得到2-羟基-3-羟甲基-4-(1-羟基-2-硝基-1-)丙烯基-2,5-二氢呋喃(Ⅴ)；所得含有化合物Ⅴ的溶液在催化剂作用下，经催化加氢还原硝基为氨基，反应完毕，过滤除去催化剂，得到2-羟基-3-羟甲基-4-(1-羟基-2-氨基-1-)丙烯基-2,5-二氢呋喃Ⅵ的滤液；减压回收溶剂，然后加入乙醇、盐酸和活性炭，加热，水解成环反应完毕，冷却，过滤，得维生素B₆。

根据本发明优选的，步骤(1)中所述的溶剂I为甲苯-水，甲苯和水的质量比为(5-20):1，溶剂总量为苹果酸的4-15倍(质量)。

根据本发明优选的，步骤(1)的甲醛是浓度25-35wt％的甲醛水溶液、多聚甲醛之一或组合；所述多聚甲醛优选低聚合度多聚甲醛，聚合度在8～30，折合甲醛单体计，多聚甲醛与苹果酸的摩尔比为 (2.0-5.0)：1。