[发明专利]一种全反式β-胡萝卜素的制备方法

说明书

本发明提供一种全反式β‑胡萝卜素的制备方法。该方法通过碱性离子液体提供强碱性环境，使2,4‑戊二烯十五碳膦酸盐和2,7‑二甲基‑2,4,6‑辛三烯‑1,8‑二醛在弱碱作用下进行反应直接得到全反式β‑胡萝卜素。本发明采用强碱性离子液体作为碱性助剂，β‑胡萝卜素的选择性和收率均达到94％以上，且产物中反式β‑胡萝卜素纯度96％。本方法反应操作简单，产物快速分离，环境友好，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于营养化学品合成领域，具体涉及一种全反式β-胡萝卜素的制备方法。

背景技术

β-胡萝卜素(β-Carotene)是维生素A的前体，俗称维生素A原，又称叶红素，是最早引起人们关注的类胡萝卜素，也是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养素。β-胡萝卜素在抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化上有显著功能，还能防止由老化和衰老引起的多种退化性疾病，用途广泛。β-胡萝卜素的结构式见0，其分子式为C₄₀H₅₆，分子量536.88，CAS号7235-40-70。

β-胡萝卜素的化学合成近年来持续受到关注，现有β-胡萝卜素的化学合成法主要有C20+C20路线、C15+C10+C15(C15膦盐)路线、C15+C10+C15(C15膦酸酯)路线、C19+C2+C19路线。

专利CN 101081829A报道以维生素A为起始原料，用维生素A醋酸酯经水解制得维生素A，再将它分别制成磷叶立德和维生素A醛，最后再将磷叶立德与维生素A醛进行Wittig反应后制得β-胡萝卜素，类似方法在法国专利Er1383944、西德专利Gerl148542都有报道，具体合成路线式2。但是该路线的原料维生素A价格昂贵，生产成本很高，难以达到一定的生产规模。

Roche公司采用C19+C2+C19的合成路线，以Grignard反应为特征，以β-紫罗兰酮为起始原料，首先制得碳十四醛经缩醛保护后分别与乙烯基醚和丙烯基醚缩合，先后得到碳十六醛和碳十九醛，最后与乙炔的双格氏试剂加成得到β-胡萝卜素，具体合成路线见式3。该路线反应路线长，工艺复杂，反应收率仅为21％。

专利US4916250报道了2C10+C15路线，以两分子2,4-戊二烯十五碳膦酸(C15膦酸酯)酯与2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛经Wittig-Horner反应得到β-胡萝卜素，具体合成路线见0。

该路线的难点在于C15膦酸酯合成工艺复杂，且β-胡萝卜素合成收率只有60％左右。

专利US2006106257A1和US5689022A报道了另一条2C10+C15路线，具体过程如下：在强碱甲醇钠或乙醇钠的作用下，使用两分子2,4-戊二烯十五碳膦酸盐(C15膦盐)与一分子2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛经Wittig反应得到β-胡萝卜素顺式异构体，经酸中和至中性后经甲醇/乙醇回流异构化20h以上，冷却结晶、过滤、水洗、甲醇洗后得到全反式β-胡萝卜素，反应过程如式5。

该路线C15膦盐生产工艺较简单，副产物三苯基氧磷可回收利用，但反应中使用固体强碱放热剧烈，并且反应中生成β-胡萝卜素顺式异构体需要经过专门的异构化步骤才能得到合格产品，处理步骤多且复杂，反应总收率也只能达到80％左右。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种高收率、高选择性的全反式β-胡萝卜素的制备方法，无需再将顺式异构体异构化为反式异构体，反应操作简单，产物快速分离，环境友好，适合工业化生产。

为达到以上发明目的，本发明的技术方案如下：