本发明涉及一种异抗坏血酸的制备方法,尤指在醇类溶剂存在下,以无机酸为酸化剂,使异抗坏血酸钠直接酸化成异抗坏血酸,属于有机杂环化合物制备的技术领域。
异抗坏血酸(D-Vc)是抗血酸(L-Vc)即常说的维他命C的同分异构体,除了抗坏血酸的作用为C-Vc的1/20以外,其余性质基本上与C-Vc一致;由于它具有优良的特性,已被广泛用于食品、医药、化工、日化等领域,且生产成本又低于C-Vc,所以在许多领域内占有优势。
对于异抗坏血酸,国外仅有日本和美国的一家公司对其制造方法作过报导,在国内既无任何报导,也没有厂家生产;日本泽腾公司采用离子工艺方法,以异抗坏血酸钠溶液为原料,通过阳离子交换树脂去掉其钠离子转变为酸,这种方法,其全部工艺过程都是在水溶液中进行,浓度较低(5~1.5%)需经过大量的蒸发浓缩才能制取异抗坏血酸,其缺点是产品易于变质,收成率低,能耗较高,操作条件苛刻,树脂活化时产生大量废酸,投资也较高。
本发明的目的是要提供一种异抗坏血酸的剂备方法,它可以克服上述的缺点,利用异抗坏血酸钠直接酸化,采用物理方法,从混合液中分离出异抗坏血酸,该方法可收率达90%以上,异抗坏血酸含量达99%以上,可降低能耗,原材料消耗量也降低,是一种经济的有效制备方法。
本发明的目的是这样实现的,主要是利用无机钠盐不溶于醇的特性,使异抗坏血酸钠通过化学反应生成无机钠盐,从混合物中加以分离,通过冷冻降温,可析出异抗坏血酸。
本发明的制备方法的化学反应原理见下面反应式:
本制备方法包括以下步骤
A、用醇溶剂溶解异抗坏血酸钠,再用纯化的无机酸卤化氢(Hx)或含硫磷氮的合氧无机酸作为酸化剂在10~80℃直接酸化上述的异抗坏血酸钠的醇溶液2~8小时;
B、待上述酸化反应完毕以后,除去无机钠盐副产物,再将含有产品的溶液降温至-5~20℃,结晶析出产品异抗坏血酸;
C、回收利用醇溶剂。
上述的醇溶剂是结构式为R-OH的一元的或多元的以及其混合物,其中R是C1~C4的烷基烯基,所用的醇溶剂是甲醇或乙醇;而无机酸化剂Hx,其中x是指Cl、S、F、Br、I,含硫磷氮的含氧无机酸是H2SO2、H3PO4、HNO3;酸化剂是A.R级纯度的HCl、H2S和浓H2SO4;
异抗坏血酸的制备方法如下:
1、溶解和酸化
异抗坏血酸钠放入醇中,使它溶解,异抗坏血醇钠和醇的摩尔(mol)比是1:(8~15)。在10~80℃的温度下,加入一定量的卤化氢(Hx)、硫化氢或H2SO4,酸化剂,其加入量和异抗坏血酸钠的摩尔比是1:(1~1.2),经2~8小时反应,反应完毕后保持温度为50℃左右。
2、除盐和结晶
把无机钠盐去掉,回收其溶剂。
在除去无机盐以后,使残余溶液降温到-5~20℃,使异抗坏血酸折出。
3、溶剂回收
溶剂又回收使用:
与现有技术相比,异抗坏血酸的制备方法具有下列优点:
1、由异抗坏血酸钠直接溶解于醇内,添加酸化剂直接酸化制取异抗坏血酸钠,该方法较为简单实用,纯度达99%以上,收率达96%左右;
2、能耗低;
3、成品为白色结晶状粉末;
4、成品无任何异味,含量达99.4%;
5、比旋光度为17.24°。
实施例1
取含量为99.5%(重量)的异抗坏血酸钠(m=198)199克(1摩尔),加入到1000毫升的反应瓶中,再添加99.9%(V/V)含量的A.12级甲醇500毫升(15.6摩尔),在搅拌下使它溶解,然后温度保持为65℃,在搅拌下又将35%含量的A.R级HCl,经过处理纯化以后,由加料管加入135克(1.1摩尔),在反应过程中可以明显看见有不溶物析出,待反应结束以后,反应产物混合液在52℃下经装有布氏漏斗的负压过滤器,使氯化钠从反应混合物中分离出来;再将混合物溶液在搅拌下置于冰浴中降温至15℃,析出异抗坏血酸,经装有布氏漏斗的负压过滤器使抗坏血酸从混合物溶液中分离出来,经后处理干燥得到异抗坏血酸产品169.4克(0.955摩尔)。
采用容量法分析产品含量为99.3%,收率为95.5%,产品色泽纯白,在10倍显微镜下可以观察到多面体不规则结晶,采用WZX-1型光学度盘旋光仪测定其比旋光度为-17.6Deg。
实施例2
将含量为99.5%的异抗坏血酸钠(M=198)199克(1摩尔)添加于1000毫升反应瓶中,再添加含量为99.9%V/V的A.R级乙醇600ml(13摩尔),在70℃下,搅拌时慢慢加入经计量的A.R级浓硫酸(含量为99.9%)184.7克(1.05摩尔),反应时可见有不溶物析出,待反应完全以后,就降温为55℃,经装有布氏漏斗的负压过滤器,从反应混合液中分离出硫酸氢钠,然后在搅拌作用下将混合液置于冰浴中降温到10℃,析出异抗坏血酸从混合物溶液中分离出来,经后处理干燥得异抗坏血酸168.9克(0.953摩尔)。
采用容量法分析其含量为99.4%,收率为95.3%,产品色泽白,采用WZX-1自动指示旋光仪测定其比旋光度为-17.3Deg。
表1 由本发明方法制得的异抗坏血酸性能测测试结果
项目名称 F.C.C标准 本发明标准
外观 白色或微黄色粉末 白结晶状粉末
气味 无异味 无异味
含量 99.0~100.5% 99.3~100.3%
比旋光度 -6.5~18° -17.29°
灼烧残渣 ≤0.3% <0.025
重金属 ≤0.002%
铅 ≤10ppm 9ppm
钟 ≤3ppm 未检出
筛余物 20目筛余物≤2% 1.5%