[发明专利]一种电化学法制备维生素A棕榈酸酯的方法

说明书

本发明的目的是提供一种一种电化学法制备维生素A棕榈酸酯的方法，以负载金属氧化物和金属硫化物的碳纳米棒为阳极，以Pt/C材料为阴极，在电解池中催化维生素A醇和棕榈酸在一定的温度下电解，得到维生素A棕榈酸酯；提高了酯化反应速率，所得维生素A棕榈酸酯易于结晶，酯化反应具有极高全反式选择性，工艺简单，原料成本极低，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种电化学法制备维生素A棕榈酸酯的方法。

背景技术

维生素A棕榈酸酯(维生素A棕榈酸酯)是维生素A主要系列产品之一，维生素A是人体和动物正常代谢所不可缺少的一种物质，已广泛应用于化妆品、药物、饲料等。

目前，常用维生素A棕榈酸酯的主要合成路径为化学合成法和生物酶法。化学合成法主要以维生素A醇和棕榈酸甲酯为原料，并以固体碱，如氧化钾，固体酸如S₂O₈^2-/SnO₂、质子酸如硫酸、盐酸等为催化剂进行酯交换催化反应生成，其工艺较为复杂，反应条件苛刻，副产物多，生成了较多的含酸物质，分离困难，增加了制造成本。生物酶法主要以维生素A乙酸酯为原料，在脂肪酶的存在下发生酯化或酯交换反应生成维生素A棕榈酸酯，但反应后脂肪酶的分离较困难。

电化学法是一种在外加电场下控制电解池中电子的转移，进而在具有催化活性的电极上发生电催化反应的方法，电化学法因催化效率高、副产物少、绿色环保等优点备受青睐。然而在电催化酯化反应或酯交换过程中因电解质为弱酸环境，导致电极材料存在着电离氢质子困难、比表面积小、导电性能差、稳定性弱等缺点，无法将酯化反应或酯交换反应以电催化的方式进行普遍推广，因此制备一种适合酯化反应或酯交换反应体系的电极材料或工艺具有广泛的应用前景。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电化学法制备维生素A棕榈酸酯的方法，利用电沉积法制备金属硫化物和氧化物负载的单壁碳纳米棒，并以此为电极材料催化制备维生素A棕榈酸酯，提高了酯化反应速率，所得维生素A棕榈酸酯易于结晶，酯化反应具有极高全反式选择性，工艺简单，原料成本极低，适合工业化生产。

本发明提供一种电化学法制备维生素A棕榈酸酯的方法，包括以下步骤：以负载金属氧化物和金属硫化物的碳纳米棒为阳极，以Pt/C材料为阴极，在电解池中加入混合溶剂一、维生素A醇和棕榈酸，在一定的温度下电解，得到维生素A棕榈酸酯。

所述负载金属氧化物和金属硫化物的碳纳米棒中，金属硫化物为金属Fe、Co、Ti、Ni、的硫化物中的一种或多种，优选钴的硫化物。金属氧化物为金属、Cr、V、Ce、Zn、Pb的氧化物中的一种或多种，优选为PbO₂。

由于金属氧化物本身含有大量的氧空位，能吸附活化的羰基反应物，提高催化效率。金属氧化物与金属硫化物之间会形成桥接键，可直接充当电子桥梁，增加体系的导电性。

所述阳极电极材料的制备方法为：

(1)将碳纤维棒加入到金属盐溶液中，搅拌条件下，通入硫化氢气体，反应一段时间后过滤取出所得固体碳纤维棒，烘干后氮封待用。

(2)将电沉积液加入至电解池中，将电解池置于一定温度下，以步骤(1)得到的固体作为电极阳极材料，以非金属石墨碳棒为阴极，在一定恒定电流下电解一定时间，制备出复合电极。

步骤(1)所述金属盐为制备金属硫化物的金属盐，选自金属Fe、Co、Ti、Ni的盐中的一种或多种，可以为硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、有机盐等，优选金属钴盐，如硝酸钴、氯化钴、硫酸钴、磷酸钴，优选硝酸钴。