（化学工程专业论文）l抗坏血酸6棕榈酸酯的合成研究.pdf

中文摘要 本文以l 一抗坏血酸、棕榈酸、二氯亚砜为原料，以h c i 为催化 剂，以二甲基乙酰胺及二氯甲烷为反应介质，合成了l 一抗坏血酸一6 一 棕榈酸酯( l a p ) 。并通过各种分离、提纯手段对产品进行纯化处理， 得到了外观洁白、高纯度的l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯晶体。产品各项 指标符合英国药典b p 9 8 版、f a o w h 0 质量标准，以及中国食品添加 剂g b 0 4 0 1 1 质量标准。产品作为安全、无毒、高效营养型的脂溶性抗 氧化剂，可广泛应用于食品工业。 论文选择酰氯法合成工艺，通过验证试验、单因子试验等手段， 确定了最佳合成工艺条件，粗产品收率及纯度分别达到8 5 和9 0 。 通过以氯仿抽提提纯，产品的纯度提高至9 8 ，抽提法的收率在9 0 以上。 通过以乙醇一氯仿混合溶剂对产品进行重结晶，可得到外观形态 良好、颜色稳定的白色针状结晶，产品的熔点为1 1 2 1 1 7 。c ，碘量 法测定纯度达9 9 以上，高压液相色谱、红外光谱图分析与罗氏公司 样品相同，说明产品质量已达到国外同类产品水平。 论文还探讨了产品各种检测方法，反应溶剂的回收方式，提出了 一条工业化生产路线，并进行了原材料成本核算。 关键词：l 一抗坏血酸- 6 - 棕榈酸酯，合成，酰氯法，提纯 a b st r a c t t h es y n t h e s i so fl a s c o r b y lp a l m i t a t e ( l - a p ) f r o ml a s c o r b i c a c i d 。p a l m i t i ca c i da n ds h l f u rc h l o r i d ew a ss t u d i e di nt h i s p a p e r t h e r e a c t i o nw a sc a r r i e do u ti nt h em e d i u mo f n ，n d i m e t h y l a c e t a m i d ea n dd i c h l o r o m e t h a n e t h eh i g h p u r i t y w h i t e c r y s t a l o fl a pw a so b t a i n e da f t e r s e p a r a t i o n a n d p u r i f i c a t i o n t h ep r o d u c ti sak i n do fa n t i o x i d a n tw h i c hi ss a f e n o n t o x i c ，h i g h l ye f f i c i e n ta n dl i p i d s o l u b l e ，a n di t sq u a l i t y a c c o r d e dw i t ht h eq u a l i t yl e v e lo fb p 9 8 f a o w h oa n df f i vo f c h i n a ( g b 0 4 0 1 1 ) t h e o p t i m u mr e a c t i o n c o n d i t i o n so ft h em e t h o du s i n ga c y l c h l o r i d ew a se s t a b l i s h e db yt h ev e r i f i c a t i o ne x p e r i m e n t sa n d t h es i n g l ef a c t o re x p e r i m e n t s t h ey i e l da n dp u r i t yo fc r u d e p r o d u c tw a s8 5 a n d9 0 r e s p e c t i v e l y p r o d u c tp u r i t yc o u l db e e n h a n c e dt o9 5 t h r o u g he x t r a c t i o nw i t hc h l o r o f o r m ，a n dt h e y i e l do ft h ee x t r a c t i o nw a sn o tl e s s t h a n9 0 w h i t en e e d l e c r y s t a l t h a th a d s t a b l ec o l o ra n d g o o d a p p e a r a n c ew a sg i v e no u tt h r o u g ht h er e c r y s t a l l i z a t i o nu s i n g t h em i x e ds o l v e n to fa l c o h o la n dc h l o r o f o r m t h em e l t i n gp o i n t o ft h e p r o d u c t w a s1 1 2 1 1 7 t h ep u r i t yw a sd e t e r m i n e d t h r o u g ht h ei o d i m e t r ya n dw a sn o tl e s st h a n9 9 t h ea n a l y s i s b yh l p ca n di rs h o w e dt h a tt h ep r o d u c tw a ss a m ea si to fr o c h e c o a n dr e a c h e dt h el e v e lo ff o r e i g np r o d u c t s m o r e o v e r ，t h e m e t h o d so f q u a l i t y d e t e c t i o na n ds o l v e n t r e c o v e r i n gw a si n v e s t i g a t e di nt h i sp a p e r a n dt h ep r o c e s so f i n d u s t r i a lp r o d u c t i o na n dt h ec o s tc h e c ko fr a wm a t e r i a lw e r e a s oj n v o 】v e d k e yw o r d s ：l - a s c o r b y l p a l m i t a t e ，s y n t h e s i s ，a c y lc h l o r i d e p u r i f i c a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得盘盎盘鲎或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字日期： 年月 f i 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盘注盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫注盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：多嘉民 导师签名： 如。孝 签罕f 期：沙炉 年兮月，争日签字同期：弘鸡年莎月f 乒日 第一章前言 第一章前言 1 1 产品的结构、性质及功能作用 l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯， 简称：l - a p 或a p ； 又名：l 一2 ，3 ，5 一三羟基一2 一己烯酸一y 一内酯一6 一十六酸酯，棕榈酰- o - 6 - l 一抗 坏血酸酯，( l 一) 抗坏血酸棕榈酸酯； 英文名称：l - a s c o r b y lp a l m i t a t e ，或l - a s c o r b i ca c i d ，6 - h e x a d e c a n o a t e ； 分子式：c 。0 i ，分子量：4 1 4 ； 结构式： c h 2 0 0 c ( c h 2 ) 1 4 c h 3 h o 该品为白色或淡黄色粉末，略有柑橘气味，难溶于水，易溶于乙醇、甲醇、 丙酮和四氢呋哺，微溶于乙酸乙酯、乙醚、氯仿等有机溶剂和植物油“。 a p 是一种极重要的抗坏血酸衍生物，是一种脂溶性抗氧化剂，它不仅保留 了抗坏血酸的抗氧化及防止血管硬化、治疗败血症的药理作用，而且由于其在6 位引入了c 。疏水长链，使产品具备了脂溶性，改变了产品的适用范围，是一种 高效、营养、多功能的食品添加剂。“”。 1 2 产品应用概况 作为脂溶性抗氧化剂，a p 作用明显优于其它同类抗氧剂，是近几年国际上 认可的一种新型食品添加剂，只需微量加入，既可起到抗氧保鲜作用，延长食品 贮存时间，并能增加食品的色、香、味和营养，而且无毒无害，安全可靠。 由于具有维生素c 的全部生理功能，a p 可以在食品中强化维生素c 和防止 氧化，被世界卫生组织( w h o ) 食品添加剂委员会( f i o ) 定为营养性、无毒、高 效、使用安全的抗氧剂。同时该品被英国药典收载作为医药辅料，用于调配油膏、 软膏、霜剂、注射入微囊；在化妆品行业中可防止色素形成，对皮肤有美自效果： 还可用于热敏纸及塑料中作抗氧剂。有文献报道，a p 还能阻止亚硝氨的产生， i 】预防癌症，对于预防心脑血管病和抗衰老有较好的效果，因此又是一种很好的 营养强化剂”。 一艟 第章前言 可见，a p 抗氧化性能好，同时具有营养性，因此广泛用于各种肉制品、面 食品、奶粉、婴儿食品、食用油、香肠、饮料、啤酒、罐头、化妆品、医药及保 健品中。 在上述各方面用途中，抗坏血酸棕榈酸酯的最大应用领域是食品、特别是食 用油。为了防止油品氧化，保证食品的风味及保质期，在食用油中加抗氧化剂是 b l 前普遍采用的生产技术。 目前食用油中常用的抗氧化剂有以下几种：二丁基羟基甲苯( b h t ) 、丁基羟 堪茴香醚( b h a ) 、二丁基羟基对甲酚( t b h q ) 、维生素e ( v e ) 和抗坏血酸棕榈 酸酯( a p ) 。从产品的结构、生产方式、相对毒性、自身稳定性及生理功能等各 方面考虑，以上几种抗氧化剂中，a p 的应用前景应该最好，用量比例应达3 0 4 0 。 据资料介绍，目前中国食用油生产总量约为i 0 0 0 万吨( 应用上还有2 0 0 万 吨的缺口) 。其中，按使用方式的不同，将不同程度地使用抗氧化剂，而对于烘 烤、油炸食品用油，抗氧化剂的用量是相当大的。不同油品中抗氧剂的用量为 5 0 p p m 5 0 0 p p m 之间，以平均2 0 0 p p m 计算，食用油中抗氧化剂的用量应为2 0 0 0 吨左右，其中a p 的用量应在6 0 0 8 0 0 吨之间，除食用油外，抗坏血酸棕榈酸酯 在奶类、肉类、糖类食品领域中的用量应在2 0 0 3 0 0 吨之间，在医药、化妆品 领域中的用量应为数十吨、在热敏纸及塑料中作抗氧剂的用量应为数十吨。总之， 国内a p 市场总用量约为每年1 0 0 0 吨，且以每年4 5 的速度递增。 在国际上，特别是在西方国家，由于食品结构的不同，食用油、奶类、肉类 和糖类食品用量比例极大，而且从7 0 年代以来，日本美国等西方发达国家先后 禁止在食品中使用b h t 、b h a 、t b h q 等合成抗氧荆，而改用一些天然抗氧化剂( 如 茶多酚等) 。由于天然抗氧化剂成本相对较高，且有颜色方面的使用局限性，故 抗坏血酸棕榈酸酯己成为目前最流行的抗氧化剂( 在西方发达国家) ，据不完全 统计其用量应在4 0 0 0 吨左右。 综上所述，世界目前抗坏血酸棕榈酸酯的市场总用量应在5 0 0 0 吨年左右 “，具有良好的市场前景。 1 3 产品研究及生产概况 a p 的研究工作主要集中在产品的制备工艺、应用和检测方法等几方面，国 内外相关文献报道较多。五、六十年代德国、意大利、比利时等国家就有关于 l 抗坏血酸一6 一棕榈酸酯的研究报道，七、八十年代美国等一些国家陆续报道了 l 抗坏血酸一6 一棕榈酸酯的合成及应用方法。由于化学合成过程中要使用硫酸、 氖氟酸、酰氯及多种挥发性有机溶剂，仪表、设备腐蚀严重，同时存在环保问题， 第章前言 所以近几年日本等国家开发了酶法生产工艺，该工艺具有设备腐蚀小、易于连续 生产的优点，但目前也存在收率低、提纯难度大、产品有异味等缺点。从长远发 展看，酶法生产工艺将是a p 生产工艺的主流发展方向，但由于其目前尚不很成 熟，生产成本远高于化学合成工艺，所以近期工业尘产仍将以化学合成法为主。 在工业生产方面，世界上抗坏血酸棕榈酸酯的生产能力主要集中在瑞士罗士 公司、德国巴斯夫公司、同本武田公司、s i g m a 公司等几家大公司手中，居垄断 地位。在中国国内，目前只有江西黎明制药厂和浙江天新制药厂能生产该产品， 采用合成工艺，产量均在百吨以下。 关于a p 的应用研究，报道较多，主要集中于食品方面，如防止食用油、黄 油、油炸食品氧化酸败，果汁褐变等，也有报道称其具有抗细胞诱变作用。作为 抗坏血酸衍生物，它还具有营养增补强化作用。 关于a p 的检测，目前主要有高压液相检测法、碘量法、红外光谱法、硅钼 蓝分光光度法、薄层色谱法等，其中工业生产检测以高压液相色谱( t t p l c ) 检测 法和碘量法为主。英国药典、美国f d a 、中国食品添加剂手册均列出了其质量标 准及检验方法“”。 1 4 论文研究目标、意义及研究内容 本论文的研究目标是基于合成法相关技术，开发出一条低生产成本、高产品 质量的a p 生产工艺路线。 该方面研究的意义：将完善的工艺在维尔康公司实现产业化，不但可以优化 公司的产品结构，增加利润增长点，而且可以提升中国l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯 总体生产水平。 论文的具体研究内容如下： ( 1 ) 探索a p 的最佳合成工艺： ( 2 ) 研究出最佳提纯工艺，并得到高纯度、结最型产品； ( 3 ) 完善产品的检测方法： ( 4 ) 提出一条有工业化可行性的制备工艺流程。 第- 二章l - 抗坏血酸6 棕榈酸酯的质量标准及检测方法 第二章l 一抗坏血酸- - 棕榈酸酯的 质量标准及检测方法 在产品的研制过程中，确定产品的质量标准及检验方法至关重要。合理的质 量标准可以确定正确的开发方向及目标：而准确、迅速的检验方法可获得准确的 数据信息，进而可为了解工艺原理、分析工艺问题、设计工艺方案提供依据和帮 助。因此在a p 的研制工作中，质量标准的确定及检验方法的优化是研究工作的 重要组成部分。 2 1 产品质量标准的确定 l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯( l a p ) 的分子结构可以分为两部分：疏水性的十 六烷基和亲水性的多羟基v c 基团，因而兼有脂溶性抗氧化剂、营养强化剂及食 品乳化剂等多种作用，被越来越多地用于各种新型功能性食品中。关于l 一抗坏 血酸一6 一棕裥酸酯的质量标准目前多为食品添加剂标准，也有药品标准。表2 - 1 列出了国内外食品添加剂标准四种，英国药典标准一种。 表2 1 国内外a p 质量标准 t a b l e2 - 1d o m e s t i ca n df o r e i g nq u a l i t ys p e c i f i c a t i o n 上述质量标准中各项目质量指标的检n u 方法不n n n ，其中主要差异体现在 l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯纯度的检测方面，不同的检测方法各有其应用特色。至 于其余质量指标项目，检测方法基本类同。 4 第二章l 抗坏血酸6 一棕榈酸酯的质量标准及检测方法 通过有关外贸部门得到的罗氏公司及国内新天公司的a p 样品均出具了符合 1 j p 9 8 标准的检验报告，但实物质量对比显示，罗氏公司产品质量较好，因此， 沦文确定的产品质量目标是达到罗氏公司产品质量水平。 2 2l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯含量检测方法 在质量标准中，l 一抗坏血酸- 6 - 棕榈酸酯最重要的质量指标为纯度，其检测方 法目前已见报道的有碘量法、2 ，6 一二氯靛酚法、h p l c 法、硅钼蓝分光光度法、 薄层扫描法等，本文根据资料介绍的情况，对上述不同检测方法的应用及方法特 性、方法灵敏度进行了探讨“7 。“1 。 2 2 1 碘量法 221 1 原理 产品分子中含有烯二醇式结构，具有强的还原性，易被碘液氧化为双酮式结 构，同时使碘还原成碘化氢。 22 12 试剂和溶液 标准碘滴定溶液( 0 1 m o l l ) ：称取碘( 0 8 6 7 5 ) 适薰，按照g b 6 0 3 中规定的 方法制备； 淀粉溶液指示剂； 无水乙醇( g b 6 7 8 ) 。 22 1 3 测定方法 称取样品0 3 9 ( 准确至0 0 0 0 2 9 ) ，置于2 5 0 l l 碘量瓶中，加5 0 m l 无水乙醇 使之溶解，再加水3 0 m l ，摇匀，立即用0 1 m o l l 的碘标准溶液滴定至黄色，3 0 m i n 内不褪色为终点，记下碘标准溶液消耗的体积。 22 1 4 结果的计算 l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯的纯度x ( ) 以质盘百分数表示，可按下式计算： x f v c 0 2 0 7 3 * 1 0 0 m 式中：v 滴定样品所消耗碘标准滴定液的体积，i i l l ， c 。碘标准滴定液的浓度，m o l l ， m 称量样品的质量，g ， 0 2 0 7 3 与l r e , m o l 碘标准滴定液相当的以克表示的l 一抗坏血酸一6 一棕榈 酸酯的质量。 第二章l - 抗坏血酸6 一棕榈酸酯的质量标准及检测方法 取两次计算的算术平均值为测试结果，有效数字保留至小数点后一位，该方 法平行对比测定的相对偏差为0 3 。 2 2 1 5 方法讨论 该方法为g b l 6 3 1 4 1 9 9 6 中规定的检测方法，具有法律意义上的权威性，操 作简单，快速，对于纯度较高的成品样品，可做为首选方法。但对于生产或实验 中的粗产品，由于杂质多且干扰性较大，准确性差。当产品中存在v c 或其他还 原剂时，测定结果偏高。 2 2 2 硅钼蓝分光光度法 2 22 1 原理 l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯是l 一抗坏血酸的衍生物，含有还原性基团，可以还 原硅铝杂多酸，所形成的杂多蓝在7 2 0 n m 处有最大吸收，可以利用这一特性定量 测定微量的l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯。 2 ，2 2 2 仪器与试剂 仪器：u v 一2 2 0 1 紫外分光光度计( 岛津) ；p h 一3 s 酸度计。 试剂：3 0 钼酸铵溶液： 1 o 硅酸钠溶液： l _ 抗坏血酸一6 一棕榈酸酯标准溶液：准确称取0 0 5 9l - 抗坏血酸一6 一 棕榈酸酯溶于一定量的乙醇中，稀释至2 0 0 m l 。 2223 检测方法 于5 0 m l 容量瓶中加入l o m l 上述l 一抗坏血酸- 6 - 棕榈酸酯标准溶液，6 m l 3 ( ) 钼酸铵溶液，2 5 m l l o 硅酸钠溶液，5 m l 水和2 m l 5 m o l l 盐酸，摇匀，室温下 放置l o m i n ，再加入1 5 m l n h 。- n h 3 c 1 缓冲溶液，加水定容至5 0 m l ，用1 c m 比色皿， 在7 2 0 n m 处测定其吸光度。 2 2 2 4 实验条件的优选 艟 - i 柏 - i a 1 i - - t 0 o 馘l | l f i g u r e2 - 1a b s o r p t i o ns p e c t r u mo fa n a l y s i ss o l v e n t 图2 - 1 测试体系的吸收光谱曲线曲线 6 第二二章l 抗坏血酸6 棕榈酸酯的质量标准及检测方法 ( 1 ) 波长选择 l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯还原硅钼杂多酸后，形成蓝色的杂多蓝，对其进行 全波长扫描，吸收光谱曲线如图2 1 ，由图可知最大吸收波长在7 2 0 h m 处，因此 选择7 2 0 h m 为测定波长。 ( 2 ) 反应时间影响 由于成色反应需要一定的时间，反应时间对硅钼杂多酸形成的影响见图22 图中显示，当体系在8 分钟后吸光度可达到最大值且趋于平稳，因此反应时间选 择为1 0 2 0 分钟。 f i g u r e2 - 2r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt i m ea n da b s o r b a n c e 图a - 2 反应时间与吸光度关系曲线 ( 3 ) 标准曲线线性范围及相关性考查 由不同标准浓度的l 一抗坏血酸- 6 - 稼榈酸酯溶液对吸光度作曲线，绘制标准 曲线如图2 - 3 所示，实验显示当l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯在0 0 2 5 0 2 m g 5 0 m l 范围内与体系吸光度呈良好的线性关系。曲线的相关系数为0 9 9 9 8 ，摩尔吸收 系数为0 4 4 ，符合吸光定律。 - 5 i i 4 3 毒 a 1 o 螂一，鲁_ 一i f i g u r e2 - 3r e l a t i o n s h i pb e t w e e nc o n c e n t r a t i o no fa pa n da b s o r b a n c e 图2 - 3a p 溶液浓度与吸光度关系曲线 - ! u 似 o d n k 翟粜一 第二二章l 抗坏血酸6 棕榈酸酯的质量标准及检测方法 ( 4 ) 回收率及精密度实验 按实验方法加入已知量的l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯进行回收实验，结果如表 2 - 2 所示。可以看出，a p 的平均回收率为9 9 8 ，相对标准偏差为0 4 3 9 6 ，符合 检验要求。 表2 - 2 回收率实验结果 t a b l e2 - 2r e s u l t so fr e c o v e r y ( 5 ) 结论 该方法对微量l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯的检测具有准确性好、灵敏度高、抗 i ：扰性强，操作简单便捷等优点，但对于本论文中的产品纯度分析没有得到理想 的效果，有待进一步研究。 2 2 3 薄层扫描法 2 2 3 1 原理 利用2 ，6 一二氯靛酚作显色剂对含l 一抗坏血酸和l _ 抗坏血酸一6 一棕榈酸酯的 混合物进行薄层层析显色处理，可以得到两个分离的无色斑点，斑点加热后在一 定波长下有荧光吸收，通过薄层扫描定量测定l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸醣。 2 ，2 3 2 仪器与试剂 仪器：荧光扫描仪( 岛津) 。 试剂：l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯标样； 硅胶g 6 0 ； 2 ，6 一二氯靛酚乙醇溶液：称取0 1 9 2 ，6 - 二氯靛酚于l o o m l 容量瓶中， 加无水乙醇稀释至刻度，摇匀，放入冰箱中备用。 第二章l - 抗坏血酸6 棕榈酸酯的质量标准及检测方法 2 2 33 检测方法 薄板规格：2 0 2 0 c m 。 展开剂：氯仿一甲醇一冰醋酸一水( 8 0 ：1 0 ：8 ：2 ，体积比) 。 检测步骤：配制0 2 5 9 l 、0 5 9 l 、0 7 5 9 l 、1 o g l 、1 5 9 g 、2 o g l 的 l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯的乙醇溶液，分别取l o m l 溶液进行薄层层析，然后用薄 层扫描仪测出各种浓度下形成的斑点面积，每个浓度水平的样品重复4 次，取其 平均值作为该浓度下的斑点面积。 显色方法：用2 ，6 一二氯靛酚乙醇溶液喷雾，在1 0 5 c 下加热7 m i n 取出后， 立即于白色斑点处滴加液体石蜡的已烷溶液。 扫描方式：线性扫描；激发波长3 6 5 n m ；扫描波长4 4 7 n m ：光狭缝1 2 5 i 2 5 ： 线性化器= 3 ；灵敏度 l ；扫描速度2 0 m m m i n 。 扫描结果如图2 4 所示： 蜊 米 馨 i 蠢 白伍岫 f i g u r e2 - 4f l u o r e s c e n c ec h r o m a t o g r a p h yo ft h i nl a y e rp l a t e 图2 4 薄层板的荧光吸收色谱图 2 2 34 方法的精密度和稳定性考查 实验证明，该方法回收率为9 8 5 1 0 1 6 。展开斑点在2 小时内稳定。 2 2 - 4 高压液相色谱法 2 + 24 1 仪器与试剂 仪器：w a t e r sm s l o 高压梯度泵； w a t e r sm 6 0 0 梯度混合器； 7 7 2 5 手动进样器； w a t e r s2 4 8 7 双通道紫外可见光检测器 分离柱：r p l 8 ，5 l lm ，3 9 m m 1 5 0 m m 。 第：二章l 抗坏血酸6 _ 棕榈酸酯的质量标准及检测方法 试剂：0 0 1 磷酸；色谱纯甲醇；色谱纯水。 2 ，2 4 2 检测参数 紫外检测器测定波长2 6 0 n m ； 进样量：2 ul 。 2 ，2 ，4 3 测定方法 在室温下用水一甲醇的混合溶剂( 用0 0 1 磷酸调节p h 值至5 5 ) ，以 0 8 m l m i n 速率洗脱6 m i n ，然后转换为梯度洗脱，以纯甲醇按0 8 m l m i n 速率洗 涤8 m i n ，最后再用甲醇以1 5 m l m i n 速率洗脱5 m i n 。 2 2 44 标准曲线 准确称取0 0 5 9l - 抗坏血酸- 6 - 棕榈酸酯溶于一定量的乙醇中，稀释至 l o o m 。分别移取此溶液5 m l ，、l o m l 、2 0 m l 、3 0 m l 、4 0 m l 、5 0 m l ，得到一系列浓 度的标准溶液。用高压液相色谱分析并记录其吸收峰面积，结果如表2 - 3 所示。 从绘制出的”含量一峰面积标准曲线( 图2 5 ) 可以看出，在0 - 6 pg 范围 内，l 一抗坏血酸一6 一棕橱酸酯的含量与面积成正比，峰面积与含量呈良好的线性 关系。曲线的相关系数为0 9 9 9 8 。因此可用此法对l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯进 行定量检测。 表2 - 3 不同a p 含量测得的吸收峰面积 t a b l e2 - 3p e a ka r e ao fv a r i o u sc o n t e n to fa p f i g u r e2 - 5s t a n d a r dc u r v eo fa pc o n t e n tv e r s ep e a ka r e a 图2 - 5a p 含量与吸收蜂面积标准雠线 l o 第二章l - 抗坏血酸6 棕榈酸酯的质量标准及检测方法 2 3a p 的其他质量指标及测定方法 除含量外，国内外质量标准列出的其它质量指标有：比旋度、熔点、干燥失 重、燃烧残渣、砷含量、重金属等，这些指标均用常规方法检测，现分述如下。 2 3 1 比旋度的测定 23 1 1 仪器和试剂 仪器：w z z 一2 自动旋光仪( 上海物理光学仪器厂) 。 试剂：甲醇。 2 3 1 2 测定方法 称取a p 样品约2 9 ( 准确至0 0 0 0 2 9 ) 置于2 0 m l 容量瓶中，加甲醇溶解并稀 释至刻度，摇匀，调节温度至2 5 - i - 0 5 。c ，按照g b 6 1 3 中规定的方法操作，测定 样品的比旋度。 2 3 1 3 结果计算 a p 样品的比旋光度应按照下式进行计算。 陋e = i a 。l o o 式中， 口e _ 2 5 时a p 样品的旋光度； l 旋光管的长度，d r ； c 1 0 0 m l 溶液中含有被测物质的质量，g 。 2 3 2 熔点范围的测定 2 3 2 1 仪器与试剂 仪器：w r s 一1 a 数字式熔点仪( 上海物理光学仪器厂) 。 研钵；毛细管。 试剂：熔点标准品。 2 3 2 2 检测方法 取样品少许，放入研钵中研磨至粉末，用毛细管装入适量高度墩实至约 2 - 3 m m ，按照中国人民共同国药典2 0 0 0 年版二部附录中熔点测定法第一法测 定，每次测三次取其算术平均值。 在测定熔点时，由于其熔程较长，因此升湿速率不宣过低，起始温度及升温 速率可根据试验进行优化确定。 第二章l 抗坏血酸6 - 棕榈酸酯的质量标准及检测方法 2 3 3 干燥失重 2 3 31 仪器及试剂 y b 一1 a 真空恒温干燥箱( 天津金洲科学仪器有限公司) ； 干燥器。 2 3 3 2 检测方法 将约1 9 样品研成约2 um 太小的颗粒，置于称量过的与样品测定条件相同的 情况下干燥3 0 m i n 的扁形称量瓶中，精密称定，然后将装样瓶放入真空干燥箱中， 在5 6 6 0 9 c 、2 6 7 k p a ( 2 0 m m h g ) 压力下干燥l h ，取出在干燥器中冷却至室温， 称定蓖量，从减失的重量和取样量计算干燥失重。 2 3 4 燃烧残渣的测定 2 3 4 1 仪器和试剂 仪器：s x 2 - 4 1 0 箱式高温炉( 天津科学器材设备厂) 。 试剂：硫酸。 2 3 4 2 测定方法 坩埚的恒重：将坩埚洗净，烘干，称量坩埚的重量，将其置于高温炉中于8 0 0 加热2 3 h 。取出坩埚冷却，置于放有变色硅胶的干燥器中1 h ，称量坩埚的重 量，比较两数值之差。重复以上操作并记录结果，若连续两次的差值在o 0 0 0 3 以内，则表明坩埚己恒莺，记录坩埚重量w m 一。 将恒重的坩埚置于高温炉中，缓缓升温至7 0 0 。c 8 0 0 ，3 0 分钟后取出放 在坩埚架上稍冷后，置于干燥器中，在室温下放置l 小时后称定。称取样品1 o g 置于坩埚内，在电炉上缓缓炽灼至完全炭化，放冷至室温，加硫酸0 5 l m l 使 湿润，在抽风橱内低温加热至硫酸蒸气除尽后，移入7 0 0 8 0 0 高温炉炽灼 使其完全灰化，取出在坩埚架上稍冷后放入干燥器内，在室温放置1 小时后，精 密称定。按下式计算炽灼残渣。 炽灼残渣= w 担构后t 增+ 样) w 坩埚 w 样* 1 0 0 2 3 5 砷含量检测 a p 样品砷含量的测定过程主要有如下三个步骤： ( 1 ) 装雹的准备 取醋酸铅棉花适量( 6 0 l o o m g ) 撕成疏松状，每次少量地用细玻璃棒均匀 2 第二章l - 抗坏血酸6 棕榈酸酯的质量标准及检测方法 的装入导气管中，松紧要适度，装填高度为6 0 8 0 m m 。用玻璃棒夹取溴化汞试 纸1 片( 其大小能覆盖顶端口径而不露出瓶外为宜) ，置于旋塞顶端平面上，盏 住孔径，旋紧旋塞。 ( 2 ) 标准砷斑的制备 精密量取标准砷溶液2 m l 于磨口瓶中，加入盐酸5 m l 和水2 1 m l ，再加入碘 化钾试液5 m l 和酸性氯化亚锡试液5 滴。在室温放置1 0 分钟后加锌粒2 9 ，立剐 将准备好的导气管密塞于磨口瓶上，并将磨口瓶置2 6 4 0 水浴中反应4 5 分钟， 墩出溴化汞试纸即得。 ( 3 ) 标准砷斑的检查 称取维生素co 6 7 9 ，用盐酸5 m l 和水2 1 m l 使其溶解。按照与标准砷斑的 制备同样的方法操作，将溴化汞试纸与标准砷斑进行比较可得结果。 2 3 6 重金属的测定 2 361 试剂和溶液 硫代乙酰胺试液的制备： 按水：l m o l l 氢氧化钠：甘油= l ：3 ：4 的比例配制硫代乙酰胺混合溶解液，即 量取水1 2 5 m l 、氢氧化钠( 1 m o l l ) 3 7 5 m l 和甘油5 0 0 m l ，依次倒入烧杯中摇匀， 使成为1 0 0 0 m l 混合液，转移至棕色瓶。 用分析天平称取硫代乙酰胺1 0 o g ，加水溶解并稀释至2 5 0 m l 即得4 硫代乙 酰胺水溶液，转移至棕色瓶并放于冰箱中备用。 取硫代乙酰胺混合溶解液5 0 m l ，加4 硫代乙酰胺水溶液1 。0 m l ，置水浴上 加热2 0 s e c 即为测试所需硫代乙酰胺试液，冷却，立即使用。 23 6 2 检测方法 取5 0 m l 纳氏比色管两支，甲管中加入铅标准溶液( 1 0 “g m l ) l m l 及醋酸 盐缓冲溶液( p h ：3 5 ) 2 m l ，用水稀释成2 5 m l 。乙管中加入a p 样品1 0 舀用适 量水溶解并稀释成2 5 m l 。在甲乙两管中分别加入硫代乙酰胺试液各2 m l ，摇匀， 放置2 m i n ，同簧白纸上，自上向下透视并比较两管中溶液的颜色，要求乙管中 显出的颜色不得比甲管更深。 在论文实验过程中，检测最频繁的指标为：纯度、熔点和比旋度，使用最多 的检测方法为：碘量法( 测纯度) 、高压液相色谱法( 测纯度) 以及熔点、比旋 度测定。 第三章l 一抗坏血酸- 6 棕榈酸酯合成工艺的研究 第三章l 一抗坏血酸- 6 - 棕榈酸酯合成工艺的研究 3 1 a p 合成工艺路线的确定 l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯是种营养型抗氧化剂，国外在上世纪六十年代德 国、意大利、比利时等国就有关于l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯的研究报道，七八十 年代美国等国陆续报道了其合成方法及应用。我国的研究生产起步较晚，上世纪 九十年代才出现有关报道。目前国内已有小规模商业化生产，并且l 一抗坏血酸 6 一棕榈酸酯的国家标准( g b 一9 6 ) 也已颁布施实。 综合国内外有关文献，l 一抗坏血酸棕榈酸酯的生产方法主要有化学合成法和 酶催化法，而化学合成法又可分为棕榈酰氯法、棕榈酸直接酯化法和棕榈酸甲酯 或乙酯交换法o 。 3 1 1 酶催化法 1 9 8 6 年m i z u n o to h s a w a k 等人对非水相酶法合成l 一抗坏血酸一6 一棕榈酸酯 进行了初步探索，随后，日本s a k a s h if a 等人分别用脂肪水解酶合成了l 一抗坏 血酸的各种有机酯，并申请了专利。国内汤鲁宏等人采用n 0 v 0 4 3 5 酶在叔戊醇中 合成了l a p ，并对酶法合成l a p 的反应动力学进行了研究降”1 。 酶法合成工艺的原理如下： c h 3 ( c h 2 ) 1 4 c o o h + c h 3 ( c f l 2 h 4 c o o c h 3 + c h 2 0 h l i p a s e h 01 。- 。一 l i d a s e h 二+ 1 4 c h 3 + h 2 0 c h l o h 一艟等埝 第三章b 抗坏血酸6 棕榈酸酯合成工艺的研究 i h 2 0 hs h 2 0 0 c c h c h 3 ( c h 2 ) 1 4 c o o c 2 h 5 + h 瑜一h 硷。 叫“叫执4 2 如+ 本争。吆忒。 2 ) 1 4 c h 3 + c 2 h 5 0 h 这种方法具备以下优点： ( 1 ) 酶催化法反应温和，勿需高温高压。 ( 2 ) 催化反应特异性强，不易产生副产物。 ( 3 ) 生物催化的产品品质高，环境污染小，可以避免对人及环境的危害。 ( 4 ) 产物易于分离提纯，有机溶剂消耗低。 但酶法的工业化生产还存在着不少问题： ( 1 ) 转化率低。如使用脂肪水解酶，抗坏血酸与有机酸或其酯在有机溶剂 中反应，反应混合物水分控制在1 0 0 1 0 0 0 0 p p m ；其收率不超过2 8 ；而在一种 和水形成共沸物的溶剂中使用酶催化脂肪酸和抗坏血酸反应，反应7 2 小时后， 收率只有3 7 。 ( 2 ) 脂肪酶种类虽多，寻找一种合适高效的脂肪酶有一定的困难，目前还 没有找到一种高转化率的酶。 因此，酶催化生产法目前尚处于实验研究阶段，虽然国内外己对酶催化法作 了许多有益的探索，但距商业化生产还需一定时间，当然酶催化法作为一种趋势， 是最有发展前途的工业方法之一，应给与足够的关注。 3 1 2 直接酯化法和酯交换法 h e r m u tn i k e r s 、佐喜真秋光及龚大春等人从事了该工艺的研究工作。此法 是将棕榈酸或棕榈酸甲酯( 或乙酯) 与抗坏血酸在无机强酸如浓硫酸、氢氟酸的 催化下制得粗品，粗品再经精制得成品。路线如下： 直接酯化法： c h 3 ( c h 2 ) t 4 c o o h + h 酯交换法 c h 2 0 h 垫互璺h o c h 2 0 0 c ( c h 2 ) 1 4 c h 3 l o + h 2 0 第三章l 一抗坏血酸6 棕榈酸酯合成工艺的研究 浓h 2 s o d l hl o h + c h 3 ( c h 2 ) 1 4 c o o h _ 二c h 3 ( c h j l 4 c o o c h 3 + h ，o c 螂h 2 ) 1 4 c o o c h r h c h 2 0 h o 2 ) 1 4 c h 3 + c h 3 0 h 敖接酯化和酯交换法都需要用浓强酸作催化剂和溶剂( 现大都用浓硫酸) ， 反廊批常压下进行，整个过程可以在工业上实施，且相对酶催化法，目前可得到 较蚶的收率( 7 0 以上) 。 惺此法不仅存在化学催化剂对设备和仪器的严重腐蚀，对环保要求较高，而 f j 反应中易出现副反应。产品颜色深，杂质多，分离提纯难度较高，提纯过程使 f 目大量有机溶剂，因而不可避免造成污染和浪费，生产成本较高。 3 1 3 棕榈酰氯化学合成法 i ，r u l i n gh o r s t 等人最早研究开发了该合成法，国内陆豫、蔡力创等人进行 了相关研究。此法是先用棕榈酸与氯化亚砜、三氯化磷等酰氯化试剂反应，制得 棕榈酸酰氯；然后将棕榈酸酰氯与l 一抗坏血酸反应制得l 一挽坏血酸一6 一棕榈酸酯 粗品，再精制、提纯得产品。该法反应原理如下： ”一c i j h 3 1 c o o h + s o c l 2 _ n c 1 5 h 3 1 c o c i + h c i + s 0 2 c h 2 0 n c 1 5 h 3 1 c o c i + h 一6 0 h o c h 2 0 0 c ( c h 2 ) 1 4 c h 3 h c o h o + h c i 棕捌酰氯法相对于直接酯化和酯交换法，避免了浓硫酸的使用，而且反应温 度低，副产物少，粗产品颜色洁白，反应粗产物l - a p 的含量高达9 0 9 3 。由 于使用氯化亚砜等氯化剂，反应中会产生酸性气体，它们可用碱液吸收，不会产 牛环境污染。总之，该工艺棕榈酰氯与抗坏血酸的反应完全，产品收率和纯度高， 1 6 一舒 第三章l - 抗坏血酸- 6 棕榈酸酯合成工艺的研究 后处理工序简单，溶剂较易回收。 比较上述三种方法，论文选择棕榈酰氯法作为重点研究a p 的制备工艺。 如前所述，棕榈酰氯法合成工艺包括两步反应：棕榈酰氯的制备和抗坏血酸 的酯化。其中棕榈酰氯制备反应是后步a p 合成反应的基础，棕榈酰氯的杂质含 量越低，合成反应的收率就越高。 关于棕榈酰氯的制各，资料报道了三种方法： ( 1 ) 三氯化磷反应法 棕榈酸与三氯化磷在7 0 。c 反应3 0 分钟可以得到棕榈酰氯，反应方程式如下： 7 0 c h 3 ( c h 2 ) 1 4 c o o 廿p c l 3 丽矿c h 3 ( c h 2 ) c o d + h 3 p 0 3 该反应路线原材料易得，但三氯化磷之中通常存在三氯氧磷，使用前需要重 蒸，否则计量不准，也容易发生副反应。此外反应受温度、反应物配比影响较大， 副产物种类多，且副产物及未反应三氯化磷难以清除。 ( 2 ) 棕榈酸熔融反应法 陆豫等人以熔融的棕榈酸与气态二氯亚砜反应，常压蒸除残存二氯亚砜，再 减压蒸馏，收集1 5 0 1 5 2 。c 馏分，产品为无色透明液体，收率为8 6 ，产品折光 率1 4 4 8 7 ，与文献值1 4 4 8 9 接近。反应的方程式如下： n c l s h 3 1 c o o h + s o c l 2 n - c 1 5 h 3 1 c o c i + h c i + + 8 0 2 ( 3 ) 氯仿溶液反应法 该方法仍是以棕榈酸和二氯亚砜为原料，反应在氯仿或二氯甲烷中于4 0 。c 进行1 0 小时，其反应式与前面的棕榈酸熔融反应法相似。 氯仿溶液反应法转化率高，其副产物为气体，容易清除，反应物二氯亚砜容 易用减压蒸馏除净。通过使用过量的二氯亚砜，可以提高棕榈酸的转化率至接近 9 9 以上，产品的收率也较高。而且该工艺极易实现工业化，因此决定采用氯仿 溶液反应法制备棕榈酰氯。 综上所述，本论文确定的a p 合成路线是首先以氯仿溶液反应法制各棕榈酰 氯：再将棕榈酰氯与l 一抗坏血酸反应，利用酰氯合成法制备目的产物。论文旨 在探索上述两步反应的最佳工艺条件，研究粗产品的提纯工艺，开发一条具有工 业实用价值的、低成本的l a p 生产工艺路线，而且产品质量达到国内外最佳水 平。 第三章l - 抗坏血酸6 棕榈酸酯合成工艺的研究 3 2 实验部分 3 2 1 仪器与试剂 实验仪器：电动搅拌机、三口烧瓶、恒压滴液漏斗、恒温电热套、反应气体 吸收瓶。 主要试剂：棕榈酸、二氯亚砜、l 一抗坏血酸、二氯甲烷、n ，n 一二甲基甲酰胺、 二甲基乙酰胺、乙酸乙酯、浓硫酸、氯化钠。 3 2 2 实验方法 。 32 2 1 棕榈酰氯的制备方法 将1 0 0 9 棕榈酸和3 m l n ，n - - 甲基甲酰胺加入装有搅拌器、温度计和恒压滴 液漏斗的三口瓶，短时间搅拌使之混匀。停止搅拌，量取l o o m l 二氯甲烷和3 m l 亚硫酰氯加入烧瓶中，保持温度3 0 4 0 反应3 0 m i n 但不开搅拌。之后起动搅 拌，缓慢滴加亚硫酰氯3 2 m l ( 亚硫酰氯总量为3 5 m l ) ，加料时间控制在4 h 以内