一种合成泛酸内酯的方法与流程

1.本发明属于化工领域，具体涉及一种合成泛酸内酯的方法。


背景技术：

2.d-泛醇(dexpanthenol)是维生素b5的前体，故又称维生素原b5。广泛用于医药、食品、饲料、化妆品行业中。作为同维生素b5在生物体内有相同的代谢过程，在食品行业中，用作营养增补剂和强化剂，促进人体蛋白质、脂肪、糖类的代谢，保持皮肤和粘膜，改善毛发光泽，提高免疫力，防止疾病的发生；在化妆品行业：皮肤上的护理作用表现为深入渗透的保湿剂，刺激上皮细胞的生长，促进伤口愈合，起消炎作用；头发上的护理作用表现为持久的保湿功能，防止头发开叉，受损，增加头发的密度，提高发质的光泽；指甲的护理上表现为改善指甲的水合性，赋予指甲柔韧性。d-泛醇的结构式如下：
[0003][0004]
d-泛酸又称维生素b5，是辅酶a的组成部分，用于医药、食品及饲料添加剂。是辅酶a的成分，参与碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢作用，临床用于治疗维生素b缺乏症，周围神经炎，手术后肠绞痛。参与蛋白质、脂肪、糖在体内的新陈代谢。由于泛酸对热、碱、酸均不稳定，其商品形式主要为d-泛酸钙，其结构式如下：
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d-泛酸、d-泛醇作为重要的药物、食品添加剂和饲料添加剂，用途广、市场大，特别是d-泛酸钙的需求量很大。生产泛酸钙和泛醇的关键中间体是dl-泛酸内酯(化学名：2-羟基-3，3-二甲基丁酸内酯)，其结构式如下：
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dl-泛酸内酯的主要生产方法有(1)异丁醛、乙醛酸法；(2)异丁醛、羟基乙腈法；
[0009]
(3)异丁醛、甲醛、氢氰酸法。
[0010]
其中异丁醛、甲醛、氢氰酸法是国内外比较通用的生产方法，其主要反应过程如下：甲醛和异丁醛在碱性催化剂作用下进行羟醛缩合反应，缩合完成后加入氢氰酸，在工艺温度下进行氰醇化反应，反应完毕后加入硫酸(或者盐酸)进行回流水解，水解完毕后中和、蒸发去除多余的水、浓缩到盐类结晶后过滤除去，再用有机溶剂(乙酸乙酯)进行萃取、精馏得到dl-泛酸内酯。反应式如下：
[0011][0012]
此路线的主要缺点是：氰醇水解在稀盐酸中进行，导致废水量较大，反应得到的产品使用大量有机溶剂酯萃取(酯类、酮类、卤代烃类，约5吨/吨)，回收能耗高，溶剂损失大，废水难处理。
[0013]
综上，目前用于制备泛酸内酯的化学方法均存在废水量大、能耗高等缺陷，因此，亟需提出了一种更为经济、环保的制备泛酸内酯的方法。


技术实现要素：

[0014]
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种合成泛酸内酯的方法，用于解决现有技术中泛酸内酯的合成方法生产工艺繁琐、产品收率低、能耗高、废水量大、溶剂损失大、废水难处理的问题。
[0015]
为实现上述目的，本发明提供一种合成泛酸内酯的方法，包括如下步骤：
[0016]
(1)甲醛和异丁醛在碱催化作用下发生羟醛缩合反应得到羟基特戊醛；
[0017]
(2)将步骤(1)所得的羟基特戊醛与氢氰酸反应生成2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈；
[0018]
(3)向步骤(2)所得的2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈中加入硫酸，经水解酯化反应得泛酸内酯；
[0019]
(4)向步骤(3)所得反应液中加入碱中和过量的酸，分相得到有机相和盐水相；
[0020]
(5)将步骤(4)所得的有机相精馏，得到dl-泛酸内酯；
[0021]
(6)将步骤(4)所得的盐水相经碱中和后浓缩结晶得硫酸铵。
[0022]
作为优选，步骤(2)中，所述氰化酸为气体氢氰酸或液体氢氰酸。
[0023]
作为优选，步骤(4)和(6)中，所述碱选自氨气或液氨中的至少一种。
[0024]
本发明所涉及的化学反应的反应方程式如下：
[0025][0026]
采用以上方案，本发明具有如下有益效果：
[0027]
本发明可大幅度减少废水的产生；不使用有机溶剂萃取产品，节能降耗效果明显；高收率得到高含量的目标产物，大幅降低了生产成本，是一种高效洁净的dl-泛酸内酯生产方法。
[0028]
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。
附图说明
[0029]
图1显示为本发明实施例中dl-泛酸内酯的合成流程图。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述，但实施例并不对本发明作任何形式的限定，除非特别说明，本发明所涉及的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0031]
以下实施例中采用的材料和试剂除氢氰酸为重庆紫光国际化工有限公司即产即用外其它均为商品化试剂。
[0032]
实施例1：
[0033]
(1)羟基特戊醛制备
[0034]
向5000ml四口瓶中加入166g甲醛(质量分数37％，2.05mol)、2.0g催化剂三乙胺，40℃条件下滴加146g异丁醛(质量分数99％，2.0mol)，控制温度1小时内加完，边加热边搅拌，当温度达到95℃时，取样gc分析显示异丁醛含量小于1％反应结束。
[0035]
(2)dl-泛酸内酯制备
[0036]
将步骤(1)所得羟基特戊醛溶液，缓慢滴加55.9g氢氰酸(质量分数99％，2.05mol)，进行氰醇化反应。反应完毕后，加入浓硫酸58.4ml，升温至回流，保温2h。降温、氨气中和至ph＝7，趁热分相，上层有机相去精馏得到dl-泛酸内酯产品237.9g(99.0％)，收率90.6％(以异丁醛计)。
[0037]
综上所述，本发明可大幅度减少废水的产生；不使用有机溶剂萃取产品，节能降耗
效果明显；高收率得到高含量的目标产物，大幅降低了生产成本，是一种高效洁净的dl-泛酸内酯生产方法。
[0038]
最后用说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、同等替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种合成泛酸内酯的方法，其特征在于，包括有以下步骤：(1)甲醛和异丁醛在碱催化作用下发生羟醛缩合反应得到羟基特戊醛；(2)将步骤(1)所得的羟基特戊醛与氢氰酸反应生成2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈；(3)向步骤(2)所得的2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈中加入硫酸，经水解酯化反应得泛酸内酯；(4)向步骤(3)所得反应液中加入碱中和过量的酸，分相得到有机相和盐水相；(5)将步骤(4)所得的有机相精馏，得到dl-泛酸内酯；(6)将步骤(4)所得的盐水相经碱中和后浓缩结晶得硫酸铵。2.根据权利要求1所述的一种合成泛酸内酯的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氰化酸为气体氢氰酸或液体氢氰酸。3.根据权利要求1所述的一种合成泛酸内酯的方法，其特征在于，步骤(4)和(6)中，所述碱选自氨气或液氨中的至少一种。

技术总结
本发明公开了一种合成泛酸内酯的方法，具体包括有以下步骤：甲醛和异丁醛在碱催化作用下发生羟醛缩合反应得到羟基特戊醛；将所得的羟基特戊醛与氢氰酸反应生成2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈；向所得的2，4-二羟基-3，3-二甲基丁腈中加入硫酸，经水解酯化反应得泛酸内酯；向所得反应液中加入碱中和过量的酸，分相得到有机相和盐水相；将所得的有机相精馏，得到DL-泛酸内酯；将所得的盐水相经碱中和后浓缩结晶得硫酸铵。采用本方法合成泛酸内酯可大幅度减少废水的产生、不使用有机溶剂萃取产品、节能降耗效果明显、高收率得到高含量的目标产物、大幅降低了生产成本。大幅降低了生产成本。大幅降低了生产成本。


技术研发人员：丁永良 韩丹 唐倩 蒋文
受保护的技术使用者：重庆医药高等专科学校
技术研发日：2022.05.26
技术公布日：2022/7/22