Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ DL-α-ТОКОФЕРОЛА ИЛИ DL-α-ТОКОФЕРИЛАЦЕТАТА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ DL-α-ТОКОФЕРОЛА ИЛИ DL-α-ТОКОФЕРИЛАЦЕТАТА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ DL-α-ТОКОФЕРОЛА ИЛИ DL-α-ТОКОФЕРИЛАЦЕТАТА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Описывается способ получения dl-α-токоферола и dl-α-токоферилацетата посредством катализируемой кислотой реакции 2,3,5-триметилгидрохинона с фитолом в растворителе при повышенной температуре и в случае необходимости последующей этерификации полученного токоферола уксусным ангидридом. Способ отличается тем, что реакцию 2,3,5-триметилгидрохинона с фитолом или изофитолом проводят в циклическом карбонате общей формулы I или в γ-лактоне общей формулы II, в которых R1, R2 и R3 представляют собой H, метил или этил, предпочтительно H или метил, и R4 представляет собой H, фенил или алкильную группу с общим числом атомов углерода до 20, которая может быть замещена фенилом или кислородсодержащими группами, предпочтительно H, метил, этил, изопропил, фенил или метоксиметил, в качестве растворителя при температурах от 50 до 200oC. Технический результат - упрощение процесса с сохранением высокого выхода целевого продукта, возможность осуществлять процесс непрерывно. 8 з.п. ф-лы.

Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2160258
Класс(ы) патента: C07D311/72
Номер заявки: 98116519/04
Дата подачи заявки: 24.01.1997
Дата публикации: 10.12.2000
Заявитель(и): БАСФ АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)
Автор(ы): Хаген ЯЕДИКЕ (DE); Пауль ГРАФЕН (DE); Харальд ЛААС (DE)
Патентообладатель(и): БАСФ АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)
Описание изобретения: Изобретение относится к усовершенствованному способу получения dl-α-токоферола (витамина E) или dl-α-токоферилацетата посредством катализируемой кислотой реакции 2,3,5-триметилгидрохинона (ТМГ) с фитолом и при необходимости последующей этерификации уксусным ангидридом.
Известно, что витамин E может быть получен реакцией ТМГ с фитолом, изофитолом (ИФ), при повышенной температуре в малополярном растворителе в присутствии различных кислых катализаторов.
Согласно источникам в Chem. Abstracts. (С.А.), 84 (1976), 59792 и С.А., 85 (1976), 46898 реакция может быть проведена в присутствии SiO2/Al2O3 (силикагель/оксид алюминия) с кислотами.
Согласно С. А., 73 (1970), 77483; С.А. 80 (1974) 3385; 80 (1974), 3386; C. A. , 73 (1970), 98799 и выложенной заявке на патент ФРГ 2208795 реакция может быть также проведена в присутствии хлористого цинка в комбинации с кислотами, такими как галогенводородные кислоты, предпочтительно соляная кислота, трихлоруксусная кислота или уксусная кислота.
Согласно указаниям в заявке на патент ФРГ 2208795, используется также хлористый цинк в смеси с NaHSO4 (кислым сернокислым натрием), серной кислотой или п-толуолсульфокислотой в мольном соотношении от 1:3 до 1:1.
В реферате в С.А., 84 (1976), 74471 указано, что реакцию проводят в перхлорэтилене в присутствии смеси SiO2 (силикагель) и Al2O3 (оксида алюминия) как катализатора в соотношении 87:13.
Согласно патенту США 3459773 витамин E получают реакцией фитола или изофитола с ТМГ в инертном растворителе с использованием макросетчатой катионообменной смолы типа сульфокислоты.
Согласно указанным выше способам витамин E требуемой степени чистоты не может быть получен в промышленном масштабе.
Для решения указанной проблемы, согласно заявке на патент ФРГ 2743920, реакцию проводят в присутствии смеси из кремневой кислоты / оксида алюминия или геля кремневой кислоты и хлористого цинка, а также сильных кислот, таких как концентрированная соляная кислота, серная кислота, фосфорная кислота или п-толуолсульфокислота.
Недостатком этого способа, так же как и многочисленных вышеназванных способов, являются коррозионные проблемы и то, что может произойти загрязнение сточных вод ионами цинка.
Для решения проблемы со сточными водами согласно заявке на патент ФРГ 4208477 реакцию проводят в присутствии смеси орто-борной кислоты со щавелевой кислотой, винной кислотой или лимонной кислотой. Предпочтительно в качестве растворителя для реакции использовать алкилароматические углеводороды, такие как толуол или ксилол, или кетоны, такие как диэтилкетон или метилизопропилкетон.
Недостатком этого способа является то, что неполярные апротонные растворители, такие как бензол, гептан, толуол или ксилол, обладают лишь незначительной растворяющей способностью по отношению к неорганическим кислотам и ТМГ. Поэтому после завершения реакции к реакционной смеси добавляют, например, метанол, который может растворить избыточный ТМГ, а также кислоты, используемые в качестве катализатора, и перевести их в полярную нижнюю фазу перед тем, как выделять витамин E.
При использовании кетонов реакцию проводят при нормальном давлении и температуре кипения около 100oC. При этой температуре реакция происходит недостаточно быстро, чтобы процесс можно было провести непрерывно.
В Европейском патенте 694541 описан способ получения α-токоферола посредством катализируемой кислотой конденсацией ТМГ с фитолом. Наряду с большим количеством растворителей и смесей растворителей, описаны также эфиры карбонатов, такие как диметилкарбонат, диэтилкарбонат, дипропилкарбонат, этиленкарбонат и пропиленкарбонат в качестве пригодных растворителей. Несмотря на то что в этом способе используют большие количества хлористого цинка в качестве катализатора, не могут быть воспроизведены те же результаты при использовании 5-членных циклических карбонатов по описанному в указанном патенте способу (сравни примеры 17 и 18). В противоположность диалкилкарбонатам 5-членные циклические карбонаты, такие как пропиленкарбонат, не растворяют витамин E, так что при промывании реакционной смеси после реакции водой образовавшийся витамин E, почти полностью переходит в верхнюю фазу, а в нижней фазе содержится пропиленкарбонат. Карбонаты с открытой цепью и 5-членные циклические карбонаты значительно отличаются по своим растворяющим свойствам. Так, диалкилкарбонаты хорошо смешиваются с такими углеводородами, как гексан, в то время как 5-членные циклические карбонаты практически не смешиваются с такими углеводородами, как гексан.
Целью настоящего изобретения является усовершенствование способа получения dl-α-токоферола посредством катализируемой кислотой реакции ТМГ с фитолом или изофитолом, которое состоит в выборе растворителя, в котором реакция происходит с хорошими выходами и настолько быстро, что становится возможным непрерывное ведение процесса. Простота способа и непрерывное ведение процесса возможны тогда, когда реакция происходит достаточно быстро, когда продукт реакции легко может быть выделен из реакционной смеси и когда растворитель, который еще содержит непрореагировавшие исходные продукты, может быть просто возвращен в процесс.
Далее, целью изобретения является то, что используемый растворитель позволяет, наряду с непрерывным проведением процесса, использовать кислые катализаторы, дает хорошие выходы без коррозионного действия и сильного загрязнения сточных вод.
Неожиданно было найдено, что циклические 5-членные карбонаты и 5-членные лактоны удивительным образом пригодны для реакции ТМГ с ИФ и также достаточно стабильны в условиях реакции.
Предметом изобретения, соответственно этому, является способ получения dl-α-токоферола или dl-α-токоферилацетата посредством катализируемой кислотой реакции 2,3,5-триметилгидрохинона (ТМГ) с фитолом или изофитолом (ИФ) в растворителе при повышенной температуре и в случае необходимости последующей этерификации полученного токоферола уксусным ангидридом, который отличается тем, что реакцию ТМГ с фитолом или ИФ проводят в циклическом карбонате общей формулы I или α-лактоне общей формулы II


в которых R1, R2 и R3 представляют собой H, метил или этил, предпочтительно H или метил,
и R4 представляет собой H, фенил или алкильную группу с общим числом атомов углерода до 20, которая может быть замещена фенилом или кислородсодержащими группами, предпочтительно H, метил, этил, изопропил, фенил или метоксиметил,
в качестве растворителя при температурах от 50 до 200oC.
Особенно предпочтительно проводить способ согласно настоящему изобретению, когда
а) реакцию ТМГ с фитолом или ИФ проводят в циклическом карбонате общей формулы I или γ-лактоне общей формулы II


в которых R1, R2 и R3 представляют собой H, метил или этил, преимущественно Н или метил,
и R4 представляет собой H, фенил или, в некоторых случаях, фенил или кислородсодержащие группы замещенного алкила с общим числом атомов углерода до 20, предпочтительно H, метил, этил, изопропил, фенил или метоксиметил,
в качестве растворителя при температурах от 50 до 200oC и
б) токоферол, выделяющийся при охлаждении реакционной смеси в качестве верхней фазы, отделяют, и/или реакционную смесь экстрагируют подходящим алифатическим углеводородом, и из экстракта выделяют токоферол перегонкой, и отделенный циклический карбонат или γ-лактон, содержащий при известных условиях еще избыточный МГ и кислый катализатор, используют снова в качестве растворителя.
Во многих случаях это оказалось предпочтительней, чем проводить реакцию при отделении выделяющейся при реакции воды в виде азеотропа с подходящим углеводородом, и/или проводить реакцию в присутствии смеси орто-борной кислоты и щавелевой кислоты, винной кислоты или лимонной кислоты или в присутствии эфирата трехфтористого бора в качестве кислого катализатора.
В качестве особенно подходящих циклических 5-членных карбонатов следует назвать этиленкарбонат, пропиленкарбонат, 1,2-бутиленкарбонат или изобутиленкарбонат, предпочтительно пропиленкарбонат.
В качестве особенно подходящих циклических лактонов формулы II следует назвать 3-метил-γ-бутиролактон, 3,4-диметил-γ-бутиролактон, 4,5-диметил-γ-бутиролактон и 5 - этил-γ-бутиролактон, особенно γ-бутиролактон.
Получение ТМГ и фитола, соответственно изофитола, известно.
ТМГ и ИФ можно использовать в молярном соотношении 1:1, все-таки возможно также использовать избыток одного из реагентов. Особенно хорошие выходы получают, когда ТМГ и ИФ вводят в реакцию в молярном соотношении приблизительно от 1,5 до 1. При этом непрореагировавший ТМГ остается в растворителе и может быть снова использован с ним вместе в реакции.
В качестве кислых катализаторов могут быть использованы все катализаторы, известные из настоящего уровня техники для реакции ТМГ с фитолом или ИФ, которые не вызывают разложения циклического карбоната или γ-лактона, используемого в качестве растворителя, как например это имеет место в случае с хлористым цинком у циклических карбонатов. Предпочтительно используют, естественно, такие катализаторы, которые не вызывают коррозию и/или не загрязняют сильно сточные воды металлическими ионами или неорганическими кислотами и достаточно эффективны, чтобы провести реакцию довольно быстро.
Особенно предпочтительно в качестве кислого катализатора использовать смесь орто-борной кислоты, со щавелевой кислотой, винной кислотой или лимонной кислотой. Орто-борная кислота, по всей вероятности, образует с названными дикарбоновыми кислотами комплексы, которые оказывают предпочтительное действие.
Орто-борную кислоту и вышеназванные дикарбоновые кислоты используют в мольном соотношении приблизительно от 1:1 до 1:5, предпочтительно около 1:2. Эту смесь используют в количествах приблизительно от 0,1% до 10 вес.%, преимущественно от 0,5 до 4 мас.%, по отношению к введенному ТМГ.
При использовании эфирата трехфтористого бора в количестве от 0,5 до 3, предпочтительно от 1 до 1,5 мас%. В расчете на ТМГ реакция проходит успешно. При использовании 10 мас.% эфирата трехфтористого бора сильное образование фитадиена снижает достигаемый выход; при использовании только 0,1 мас.% не образуется витамина E.
Можно также использовать в качестве катализаторов кислые ионнообмениватели, такие как Amberlyte 15.
В качестве циклических 5-членных карбонатов, наряду с используемыми алкиленкарбонатами, такими как этиленкарбонат, пропиленкарбонат, изобутиленкарбонат и 1,2-бутиленкарбонат, т.е. карбонатами общей формулы I, в которых R1 - R4 представляют собой H или метил, соответственно, R2 - R3 означают H или метил, и R4 означает этил, рассматриваются также такие, в которых R1 - R3, дополнительно, могут представлять собой этил и R4 может представлять собой, дополнительно, фенил или в определенных случаях фенил или кислородсодержащие группы, такие как феноксигруппа, одна или несколько алкоксигрупп, карбоксильная группа или алкоксикарбонильная группа, замещенные алкильные группы, в общей сложности максимально с 20 атомами углерода. R4 преимущественно означает H метил, этил, изопропил, фенил или метоксиметил.
Циклические карбонаты, используемые согласно настоящему изобретению, получаются реакцией соответствующих алкиленоксидов с двуокисью углерода, а γ-лактоны формулы II каталитическим дегидрированием соответствующих бутандиолов. Оба продукта при получении в промышленном масштабе крайне дешевы. Они имеют такие точки кипения, которые могут быть достигнуты без проблем (температуры 170oC). Они не токсичны (ЛД50, например, на мышах при оральном введении имеет значение для 1,2-пропиленкарбоната 29000 мг/кг, а для эталенкарбоната 10000 мг/кг), и это очень существенно при получении витаминов, и легко биологически разлагаемы (ср. Firmenschrift "Alkilencarbon-ate" der Firma Huls AG, Juli 1991). Конденсация ТМГ с ИФ значительно ускоряется в этих растворителях при непрерывном проведении процесса. После завершения реакции важно, чтобы относительно неполярный витамин E при охлаждении реакционной смеси до температуры ниже 50oC уже зачительно выделялся из сильно полярных циклических карбонатов или γ-лактонов. Так как циклические карбонаты формулы I - в противоположность диалкилкарбонатам, таким как диметилкарбонат, диэтилкарбонат или метиленкарбонат, - и γ-лактоны формулы II не смешиваются с чистыми алифатическими углеводородами, такими как гексан, гептан или бензины, то витамин E может быть в случае необходимости полностью экстрагирован этими углеводородами из реакционной смеси. Образующаяся при реакции вода растворяет циклические карбонаты или γ-лактоны в присутствии подходящих кислых катализаторов в условиях реакции в такой ничтожной степени, что, к примеру, при использовании пропиленкарбоната в качестве растворителя и орто-борной кислоты и щавелевой кислоты в качестве кислого катализатора определено всего лишь меньше чем 0,1% пропиленгликоля, образовавшегося в результате гидролиза. Поэтому в данном случае можно использовать растворитель снова без того, чтобы каждый раз его очищать, до 10 реакционных циклов (ср. примеры 2 и 10). Циклический карбонат или γ-лактон, отделенный после выделения витамина E, подается в новый реакционный цикл с новым ТМГ без добавления кислого катализатора. Остатки непрореагировавшего ТМГ остаются при этом в растворителе и не теряются.
Алкиленкарбонаты и γ-лактоны в общем случае используют в количествах от 0,2 до 2 литров, преимущественно от 0,5 до 1 литра, на моль ТМГ.
При использовании 5-членных циклических карбонатов реакционные температуры в зависимости от применяемого карбоната, силы кислоты и количества кислоты имеют значение от 100 до 200oC преимущественно от 120 до 160oC, особенно от 145 до 155oC.
При использовании γ-лактонов реакционные температуры в общем в зависимости от применяемого γ-лактона, силы кислоты и количества кислоты имеют значение от 50 до 200oC, преимущественно от 80 до 180oC, в особенности от 120 до 155oC.
При предпочтительном проведении процесса его проводят таким образом, что ТМГ и кислый катализатор нагревают в циклическом карбонате или γ-лактоне до температуры приблизительно от 140 до 160oC, и при этой температуре прикапывают раствор ИФ в циклическом карбонате, γ-лактоне или углеводороде, таком как гептан, толуол или ксилол, причем, образующаяся при реакции вода при предпочтительном проведении процесса отгоняется азеотропно с углеводородом. После окончания прибавления ИФ вся реакционная смесь еще некоторое время перемешивается при температуре реакции. Слегка окрашенный реакционный раствор охлаждается и экстрагируется алифатическим углеводородом, таким как гептан, гексан или бензин и из экстракта выделяется витамин E. Отделенный циклический карбонат или γ-лактон может быть использован снова. При использовании чистых исходных веществ и гептана в качестве растворителя для экстракции в общем случае токоферол получается в очень чистой форме. Во всех случаях он содержит еще немного растворителя, который проще всего удаляется после ацилирования перегонкой.
Если становится необходимым промывание сырого токоферола, то это можно осуществить, например, разбавленным водным раствором едкого натра, смесью метанола и разбавленной соляной кислоты и, окончательно, смесью метанола и разбавленного водного раствора бикарбоната натрия. Полученный таким образом токоферол может быть выделен как таковой или, альтернативно, переведен в токоферилацетат посредством реакции кислого катализа с избытком уксусного ангидрида и затем, при желании, очищен фракционированной перегонкой при значительно пониженном давлении.
Непрерывное проведение реакции в общем происходит в реакционной колонке, в которую подают, например, смесь из циклического карбоната или γ-лактона, катализатора, ТМГ и в случае необходимости сбоку углеводород, углеводород и образующуюся воду отделяют в верхней части колонки, и из нижней части колонки выгружают горячий циклический карбонат и витамин E.
Полученный в результате реакции токоферол, выделившийся при охлаждении, отделяют и/или экстрагируют алифатическим углеводородом.
С помощью способа, предлагаемого в настоящем изобретении, dl-α-токоферол или его ацетат может быть получен очень простым и не загрязняющим окружающую среду способом, с очень хорошим выходом и высокой степенью чистоты, непрерывным способом.
Пример 1
А) 15,2 г (0,1 моль) триметилгидрохинона (ТМГ) нагревают с 0,8 г смеси, состоящей из орто-борной кислоты/щавелевой кислоты в мольном соотношении 1: 2, в 150 мл пропиленкарбоната до 150oC (температура внутри смеси), и к полученной смеси при 150oC внутри в течение 10 минут прикапывают раствор 30,8 г (0,1 моль) изофитола в 100 мл гептана. Гептан отгоняют вместе с 18 мл воды, образовавшейся в реакции, самопроизвольно в виде азеотропа. После отгона смесь перемешивают еще 10 минут. Слегка окрашенный раствор охлаждают и экстрагируют гептаном. После отгонки гептана выделяют 41 г чистого токоферола. Это соответствует 95% выходу от теории в расчете на введенный изофитол. При этой экстракции отделяют в качестве нижней фазы 162 г пропиленкарбоната. Он содержит еще кислый катализатор, а также остаточные количества гептана и может быть использован снова в качестве растворителя.
Б) К 162 г пропиленкарбоната, отделенного согласно A в качестве нижней фазы, добавляют 15,2 г ТМГ, и раствор нагревают до 150oC. К этому раствору добавляют раствор 30,8 г изофитола в 100 мл гептана в течениие 10 минут, и одновременно отгоняют гептан и воду в виде азеотропа. Полученную смесь перемешивают еще 10 минут, затем охлаждают и образовавшийся токоферол выделяют аналогично А. Получают 41,5 г чистого токоферола, что соответствует выходу 95% от теории.
Пример 2
22,5 г (0,15 моль) ТМГ и 0,5 г смеси, состоящей из орто-борной кислоты и щавелевой кислоты (мольное соотношение 1: 2), растворяют вместе в 100 мл пропиленкарбоната, и раствор нагревают до 150oC. В течение 30 минут равномерно закачивают раствор 30 г (0,1 моль) ИФ в 100 мл гептана. Образующуюся воду отгоняют самопроизвольно в виде азеотропа с гептаном. Смесь перемешивают еще 30 минут при 150oC, затем охлаждают до 20oC и экстрагируют 100 мл гептана. Отделением неполярной верхней фазы (гептан/токоферол) получают токоферол в качестве остатка. Данные по выходам рассчитываются на введенный ИФ.
Непрореагировавший ТМГ остается растворенным в пропиленкарбонате и может быть снова введен в реакцию после добавления 15,2 г свежего ТМГ и 0,1 г свежей смеси кислот (20% от первоначального количества) вышеописанным способом.
Таким образом используют пропиленкарбонат в качестве растворителя девять раз без промежуточной очистки. Остаточный ТМГ, имеющийся еще в наличии к концу реакции, превращают в конце с 10,5 г ИФ без других добавок в dl-α-токоферол и экстрагируют 100 мл гептана.
Общий выход на все 11 превращений составил 94% от теории в расчете на введенный ИФ.
Этот пример показывает, что реакция очень предпочтительно может быть проведена также непрерывно, при этом должно непрерывно отводиться 10% нижней фазы на стадию очистки.
Пример 3
22,5 г ТМГ и 0,5 г смеси из 0,125 г орто-борной кислоты и 0,375 г щавелевой кислоты растворяют вместе в 50 мл 1,2- бутиленкарбоната, раствор нагревают до 150oC, и затем добавляют раствор 30 г ИФ в 50 мл гептана равномерно в течение 30 минут. Образующуюся воду отгоняют самопроизвольно в виде азеотропа с гептаном. Смесь нагревают еще 15 минут и затем охлаждают до 20oC. С помощью экстракции 100 мл гептана и упаривания гептановой фазы получают 45 г остатка, который содержит 40,42 г dl-α-токоферола наряду с остатками растворителя.
Выход составляет 94% в расчете на введенный ИФ.
Пример 4
45 г ТМГ и 1 г смеси кислот, описанной в примере 3, растворяют вместе в 200 мл изобутиленкарбоната (4,4-диметил-2- оксо-1,3-диоксолан) и раствор нагревают до 140oC. В течение 40 минут закачивают раствор 60 г ИФ в 200 мл гептана при отгонке азеотропа вода-гептан. Смесь перемешивают еще 30 минут при 140oC, затем охлаждают до 20oC и экстрагируют 200 мл гептана. После отделения и упаривания гептановой фазы остается 92 г остатка с содержанием токоферола 81,7 г (остальное: растворитель), что соответствует выходу 95% от теории в расчете на введенный ИФ.
Пример 5
22,5 г ТМГ вместе с 0,3 г смеси кислот, описанной в примере 2, в пропиленкарбонате нагревают до 140oC. В течение 20 минут вводят раствор 30 г ИФ в 100 мл гептана при отгонке азеотропа вода-гептан. Смесь перемешивают еще 30 минут при 140oC, затем охлаждают до 20oC и экстрагируют 200 мл гептана. После отделения и упаривания верхней фазы получают 46 г остатка, содержащего 40 г токоферола наряду с остатками растворителя, что соответствует выходу 93% от теории в расчете на введенный ИФ.
Пример 6
Суспендируют 22,5 г триметилгидрохинона в 100 мл пропиленкарбоната и добавляют 0,5 г смеси из 414 мг L(+)- винной кислоты и 86 г орто-борной кислоты. Затем смесь нагревают до внутренней температуры 150oC и закачивают в течение 20 минут раствор 30 г изофитола в 100 мл гептана. При этом весь гептан отгоняют самопроизвольно. Смесь перемешивают еще 10 минут, охлаждают и затем добавляют 100 мл гептана. После разделения фаз выделяют из верхней фазы 41 г чистого токоферола, который этерифицируют уксусным ангидридом.
Пример 7
Работают как описано в примере 6, но заменяют 500 мг бор-/винной кислоты на 500 мг смеси, состоящей из 70 мг орто- борной кислоты и 430 мг лимонной кислоты. Из гептановой фазы выделяют 41,5 г чистого токоферола.
Пример 8
Суспендируют 22 г ТМГ в 100 мл пропиленкарбоната и добавляют 300 мг эфирата трехфтористого бора. Затем смесь нагревают до 150oC ив течение 30 минут закачивают 30 г изофитола, растворенного в 100 мл гептана. При этом весь гептан отгоняется самопрооизвольно. Затем перемешивают еще 30 минут и охлаждают. Затем к раствору добавляют 100 мл гептана, разделяют фазы и упаривают верхнюю фазу под уменьшенным давлением. Выделяют 40,4 г чистого токоферола.
Пример 9
А) 22,8 г (0,15 моль) триметилгидрохинона (ТМГ) нагревают с 0,5 г смеси, состоящей из 0,125 г орто-борной кислоты и 0,375 г щавелевой кислоты (мольное соотношение 1: 2), в 150 мл γ-бутиролактона до 150oC (температура внутри смеси), и к полученной смеси при 150oC в течение 30 минут прикалывают раствор 30,0 г (0,1 моль) изофитола (ИФ) в 100 мл гептана. Гептан отгоняют вместе с водой, образовавшейся в реакции, самопроизвольно в виде азеотропа. После отгона смесь перемешивают еще 30 минут при 150oС. Слегка окрашенный раствор охлаждают и экстрагируют гептаном 2 раза по 100 мл. После отгонки гептана выделяют 41,6 г чистого токоферола. Это соответствует 96% выходу от теории в расчете на введенный изофитол. Нижняя фаза, отделенная при экстракции, содержит наряду с γ-бутиролактоном еще и кислый катализатор, а также остатки гептана, и ее используют снова в качестве растворителя.
Б) В раствор γ-бутиролактона, отделенный согласно примеру 9A в качестве нижней фазы, вносят 15,2 г ТМГ, и полученный раствор нагревают до 150oC. В этот раствор вводят течение 30 минут раствор 29,9 г ИФ в 100 мл гептана, и при этом одновременно отгоняют гептан и воду в виде азеотропа. Смесь перемешивают еще 30 минут, затем охлаждают до 30oC и образующийся токоферол выделяют аналогично A. Получают 41,0 г чистого токоферола, что соответствует выходу 95% от теории в расчете на введеный ИФ.
С) Полученный токоферол этерифицируют уксусным ангидридом.
Пример 10
22,8 г (0,15 моль) ТМГ и 0,5 г смеси из 0,125 г орто-борной кислоты и 375 г щавелевой кислоты (мольное соотношение 1:2) растворяют вместе в 100 мл γ-бутиролактона, и раствор нагревают до 150oC. В течение 30 минут закачивают раствор 30 г (0,1 моль) ИФ в 100 мл гептана. Образующуюся воду отгоняют самопроизвольно в виде азеотропа с гептаном. Смесь перемешивают еще 30 минут при 150oC, охлаждают до 20oC и затем экстрагируют 100 мл гептана. Упариванием неполярной верхней фазы получают токоферол в качестве остатка. Данные по выходу рассчитывают на введенный ИФ.
Непрореагировавший ТМГ остается растворенным в γ-бутиролактоне и может быть введен в реакцию снова после добавления 15,2 г свежего ТМГ и 0,1 г свежей смеси кислот (20% от первоначального количества) по описанному выше способу. Таким образом используют γ-бутиролактон в качестве растворителя без промежуточной очистки девять раз. Оставшийся ТМГ, имеющийся еще в наличии к концу реакции, превращают с 10,5 г ИФ без дополнительных добавок в dl-α-токоферол и экстрагируют 100 мл гептана. Общий выход по всем 11 превращениям составляет 95% от теории в расчете на введенный ИФ. Этот пример показывает, что реакция очень предпочтительно может быть проведена также непрерывно, при этом должно непрерывно отводиться 10% нижней фазы на стадию очистки.
Пример 11
152 г (1 моль) ТМГ и 100 г хлористого цинка суспендируют в 500 мл γ-бутиролактона, раствор нагревают до 80oC, и к нему добавляют 15 мл концентрированной соляной кислоты. Затем в течение 30 минут закачивают 30,4 г ИФ. Раствор нагревают еще 30 минут при 90oC при перемешивании и затем охлаждают до 20oC. С помощью двукратного экстрагирования гептаном, по 500 мл каждый раз, и упаривания очищенной гептановой фазы получают 414 г чистого dl-α-токоферола.
Выход составляет 96% в расчете на введенный ИФ.
Пример 12
22,8 г ТМГ нагревают вместе с 0,3 г смеси кислот, описанной в примере 3, в 80 мл 3-метил-γ-бутиролактона до 140oC. В течение 60 минут прибавляют раствор 30 г ИФ в 100 мл гептана при отгонке азеотропа вода-гептан. Смесь перемешивают еще 10 минут при 140o, затем охлаждают и экстрагируют 50 мл гептана. Отделением и упариванием верхней фазы получают 44 г остатка, содержащего 41,5 г токоферола, наряду с остатками растворителя, что соответствует выходу 96% от теории в расчете на введенный ИФ.
Формула изобретения: 1. Способ получения dl-α-токоферола или dl-α-токоферилацетата посредством катализируемой кислотой реакции 2,3,5-триметилгидрохинона с фитолом или изофитолом в растворителе при повышенной температуре и, в случае необходимости, последующей этерификации полученного токоферола уксусным ангидридом, отличающийся тем, что реакцию 2,3,5-триметилгидрохинона с фитолом или изофитолом проводят в циклическом карбонате общей формулы I или в γ-лактоне общей формулы II


в которых R1, R2 и R3 представляют собой Н, метил или этил, предпочтительно Н или метил;
R4 представляет собой Н, фенил или алкильную группу с общим числом атомов углерода до 20, которая может быть замещена фенилом или кислородсодержащими группами, предпочтительно Н, метил, этил, изопропил, фенил или метоксиметил,
в качестве растворителя при температурах от 50 до 200oC.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию проводят при отделении образующейся в реакции воды в виде азеотропа с подходящим углеводородом.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию проводят в присутствии смеси ортоборной кислоты и щавелевой кислоты, винной кислоты или лимонной или в присутствии эфирата трехфтористого бора в качестве кислого катализатора.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию проводят в γ-бутиролактоне, 3-метил-γ-бутиролактоне, 3,4-диметил-γ-бутиролактоне, 4,5-диметил-γ-бутиролактоне или 5-этил-γ-бутиролактоне в качестве растворителя.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакцию проводят в γ-лактоне общей формулы II при температурах от 80 до 180oC.
6. Способ по п.3, отличающийся тем, что реакцию проводят в присутствии от 0,1 до 10 мас.%, в расчете на введенный триметилгидрохинон, смеси ортоборной кислоты и щавелевой кислоты, винной кислоты или лимонной кислоты в мольном соотношении приблизительно от 1:1 до 1:5, преимущественно около 1:2.
7. Способ по п.2, отличающийся тем, что реакцию проводят в присутствии от 0,5 до 3 мас.% эфирата трехфтористого бора, в расчете на введенный триметилгидрохинон, в качестве кислого катализатора.
8. Способ согласно п.1, отличающийся тем, что 2,3,5-триметилгидрохинон и изофитол реагируют в молярном соотношении приблизительно от 1,5 до 1.
9. Способ согласно п.1, отличающийся тем, что реакцию проводят непрерывно.
Приоритет по пунктам:
29.01.96 - по пп.1 - 9;
02.05.96 - по пп.1 - 9 (уточнение признаков).