天然维生素E醋酸酯的合成

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Under the op timal conditions, the conversion rate of tocopherol acetate was 99. 4%. Key words: natural VE ; acetic anhydride; tocopherol acetate; synthesis 　　天然维生素 E (VE )又名生育酚 ,主要从脱臭馏 出物中经分子蒸馏提取获得 ,纯度 50%左右 ,然后通 过吸附等 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 可将纯度提高到 90%以上 ,再经过α 转化使其中的α - VE 占总 VE 的 95%以上。高纯度 天然α - VE 容易氧化变质 ,不易保存 ,可通过微胶囊 技术和酯化转变为相应的酯类衍生物加以保存。 天然 VE 醋酸酯是由天然α - VE 与醋酸酐酯化 而成的 ,是一种较为稳定的天然维生素 E衍生物 , 经过人体或动物的消化和吸收后可分解出生育酚。 天然 VE 醋酸酯具有广泛的用途 ,可用于食品和饲 料添加剂、化妆品、医药等方面 [ 1 - 4 ]。 天然 VE 醋酸酯易溶于有机溶剂 ,如乙醇 ,与丙 酮、氯仿、乙醚和植物油可混溶 ,不溶于水 [ 1 ] ,在室 温下为淡黄色或无色透明黏稠油状液体。 85 CH INA O ILS AND FATS　　　　　　　　　　　　　　　2010 Vol135 No15 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 本文以天然 VE 为原料 ,经与醋酸酐酯化合成 天然 VE 醋酸酯 ,以期为该类产品的开发提供参考。 1　材料与方法 1. 1　主要实验原料、试剂 天然 d -α - VE (纯度 95. 04% ) ,自制 ;醋酸酐、 吡啶 ,分析纯 ;蒸馏水 ,自制。 1. 2　主要实验仪器 　　ES - 1000型电子天平 , RE - 52AA型旋转蒸发器 , SH2 - D ( III)型水环真空泵 , RF - 101S型集热式磁力 加热搅拌器 ,U. I. C - GmbH分子蒸馏装置 (德国 )。 1. 3　实验方法 1. 3. 1　实验原理　天然α - VE 与醋酸酐在催化剂作 用下反应生成天然 VE 醋酸酯。其反应原理如下 [5 ] : 1. 3. 2　合成步骤 　称取一定量的天然 d -α - VE 于平底烧瓶中 ,加入一定量的醋酸酐和催化剂吡啶 , 放入油浴中磁力搅拌回流反应。在一定温度下反应 一定时间后 ,停止加热和搅拌 ,将反应液倒入分液漏 斗中 ,加入蒸馏水洗涤分去下层水相 ,经过多次洗涤 至水相呈中性。然后将油相进行真空脱水 ,即得到 产物。一般反应的初产物纯度低 ,颜色较深 ,醋酸酐 和催化剂残存量较高 ,无法进行市售 ,因此需对产品 进行纯化处理 ,可以用分子蒸馏对产品进行二级蒸 馏 ,一级蒸馏主要脱除轻组分 ,如水、醋酸酐和催化 剂 ,二级蒸馏则得到产品天然 VE 醋酸酯。 1. 4　转化率计算 　　VE 醋酸酯检测按 GB 14756—1993进行。转化 率按下式计算 : 　　转化率 =VE 醋酸酯摩尔数 /反应前 VE 摩尔数 × 100% 2　结果与讨论 2. 1　单因素实验 　　选择反应温度、反应时间、醋酸酐用量和催化剂 吡啶用量 (以 VE 质量计 ,下同 )作为反应因素 ,通过 考察转化率来确定最佳反应条件。 2. 1. 1　反应时间对转化率的影响 　在醋酸酐用量 45% ,反应温度 110 ℃,催化剂用量 4. 0%条件下 ,反 应时间对转化率的影响如图 1所示。 图 1　反应时间对转化率的影响 　　从图 1可知 ,随反应时间延长 ,转化率升高 ,但 超过 60 m in转化率下降 ,同时产品色泽加深 ,这主 要是由于随着反应时间延长 ,副反应增加 ,导致产品 颜色加深 ,因此选择反应时间为 60 m in。 2. 1. 2　反应温度对转化率的影响 　在醋酸酐用量 45% ,反应时间 60 m in,催化剂用量 4. 0%条件下 , 反应温度对转化率的影响如图 2所示。 图 2　反应温度对转化率的影响 　　从图 2可知 ,反应温度越高转化率越高 ,主要是 由于温度升高分子动能增加 ,有利于分子的运动 ,反 应速率增加 ,从而转化率升高。但达到 100 ℃后转 化率变化趋缓 ,且随着温度的升高产品颜色也加深。 2. 1. 3　醋酸酐用量对转化率的影响 　在反应温度 110 ℃,反应时间 60 m in,催化剂用量 4. 0%条件下 , 醋酸酐用量对转化率的影响如图 3所示。 图 3　醋酸酐用量对转化率的影响 　　从图 3可以看出 ,醋酸酐用量越大 ,转化率越 高 ,因为反应物浓度的增加 ,加大了分子间碰撞几 率 ,从而使转化率提高 ,但达到用量 45%以后 ,转化 率变化不大 ,说明反应达到了平衡状态。 952010年 第 35卷第 5期 　　　　　　　　　　　　　中 　国 　油 　脂 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 2. 1. 4　催化剂用量对转化率的影响 　在反应温度 110 ℃,反应时间 60 m in,醋酸酐用量 45%条件下 , 催化剂用量对转化率的影响如图 4所示。 图 4　催化剂用量对转化率的影响 　　从图 4可以看出 ,催化剂用量增加 ,转化率提 高 ,但催化剂用量超过 4. 0%后转化率变化不大 ,且 随着催化剂用量的增加生产成本增加 ,因此选择催 化剂用量 4. 0%左右为宜。 2. 2　正交实验 　　在单因素实验基础上 ,确定了 L9 (34 )正交实验 因素和水平。因素水平见表 1,实验结果见表 2。 表 1　因素水平 水平 A反应温度/℃ B反应时间 /m in C醋酸酐用量 /% D催化剂用量 /% 1 100 40 40 3. 5 2 110 60 45 4. 0 3 120 80 50 4. 5 　　从表 2可以看出 ,影响转化率的因素主次顺序 为 D >B > C >A,优化条件为 D3B2 C3 A2。但结合单 因素实验结果 ,从生产成本控制和环境保护等因素 综合考虑 ,得出最佳优化条件为 D2 B2 C2 A2 ,即反应 时间 60 m in,反应温度 110 ℃,醋酸酐用量 45% ,催 化剂用量 4. 0 %。在此最优条件下进行验证实验 , VE 醋酸酯转化率达到 9914%。 表 2　正交实验结果 实验号 A B C D 转化率 /% 1 1 1 1 1 85. 30 2 1 2 2 2 98. 70 3 1 3 3 3 98. 50 4 2 1 2 3 95. 20 5 2 2 3 1 95. 30 6 2 3 1 2 97. 40 7 3 1 3 2 94. 50 8 3 2 1 3 98. 90 9 3 3 2 1 93. 80 k1 94. 17 91. 67 93. 87 91. 47 k2 95. 97 97. 63 95. 90 96. 87 k3 95. 73 96. 57 96. 10 97. 53 R 1. 80 5. 97 2. 23 6. 07 3　结 　论 　　通过单因素实验和正交实验得出合成天然 VE 醋酸酯的最佳工艺参数为 :反应时间 60 m in,反应温 度 110 ℃,醋酸酐用量 45% ,催化剂用量 4. 0%。在 此条件下 VE 醋酸酯转化率达到 9914%。 参考文献 : [ 1 ] 凌关庭. 食品添加剂手册 [M ]. 2版. 北京 :化学工业出 版社 , 1977. 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