Способ получения -токоферола или -токоферилацетата путем взаимодействия триметилгидрохинона и фитола или изофитола с возвратом в процесс цинкгалогенидного катализатора конденсации

 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения α-токоферола или α-токоферилацетата, которые используются в качестве антиоксиданта в области питания человека и животного. Описывается способ получения α-токоферола или α-токоферилацетата путем взаимодействия 2,3,5-триметил-гидрохинона с фитолом или изофитолом в присутствии цинкгалогенидного катализатора конденсации и донора протонов в растворителе и в случае необходимости с последующей этерификацией ацетангидридом, при этом, а) взаимодействие проводят в неполярном растворителе, несмешивающимся или только незначительно смешивающимся с водой, и б) вводят во взаимодействие необходимый галогенид цинка в виде смеси от 1 до 4 молей воды на моль галогенида цинка. Технический результат - возможность, позволяющая использовать необходимый галогенид цинка для способа согласно изобретению в виде хорошо используемой и легко дозируемой смеси галогенида цинка и воды без ухудшения выхода и чистоты токоферола, открывает путь к выгодному возврату в процесс галогенида цинка путем отделения и экстракции после взаимодействия и возврату галогенида цинка в виде 60-90 вес.%-ного раствора или подаваемой насосом пульпы. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения α-токоферола или α-токоферилацетата путем взаимодействия 2,3,5-триметил-гидрохинона (ТМГ) с фитолом, в особенности с изофитолом (ИФ), в присутствии галогенида цинка, донора протонов и в случае необходимости в присутствии амина в растворителе при повышенной температуре и в случае необходимости с последующей этерификацией при использовании ацетангидрида с возвратом в процесс цинкгалогенидного катализатора конденсации. При этом под цинкгалогенидным катализатором конденсации понимают в основном получаемые по экономично выгодной технологии галогениды - хлорид цинка и бромид цинка, смеси этих галогенидов, а также их смеси с основными хлоридами и бромидами цинка, например окси- и гидроксигалогениды. В последние годы в значительной степени повышается роль α-токоферола (витамин Е) в качестве антиоксиданта в области питания человека и животного. Поэтому для его синтеза были разработаны многочисленные способы. Этому посвящена обзорная работа Зибрелла и Харриса в издании "Витамины", т.V, стр.168 (1972 г.).

В промышленном масштабе оказалось пригодным получать витамин Е путем конденсации ТМГ с ИФ в растворителе в присутствии кислот Льюиса, в особенности хлорида цинка, с донором протонов, в особенности с газообразным хлористым водородом при повышенной температуре (ср. патенты США 2 411 969 фирмы Хоффманн-Ла Рош, 4 239 691 фирмы Еастман Кодак, 3 708 505 фирмы Диаммонд Хамрок и патент ФРГ 3 203 487 фирмы БАСФ).

Для этого взаимодействия может быть использован широкий выбор растворителей, например этилацетат, уксусная кислота, алифатические или ароматические углеводороды или хлоруглеводороды.

Согласно патенту ФРГ 26 06 830 и Европейскому патенту ЕР 100 471, получают при таком взаимодействии особенно чистый витамин Е с особенно хорошим выходом, когда взаимодействие проводят дополнительно в присутствии незначительного количества амина или соли аммония.

Недостатком этих действительно хороших способов является большая проблема сточных вод из-за применения обычно больших количеств хлорида цинка. Другим серьезным недостатком при использовании хлорида цинка для данного взаимодействия является то, что кислоты Льюиса, такие как хлорид цинка, дезактивируются водой, образовавшейся при взаимодействии (см. Bull. Chem. Soc. Jpn. , т. 68 (1995 г.), стр.3569-71, особенно 3569, левый столбец, и Bull. Chem. Soc. Jpn. , т. 69 (1996 г.), стр.137-139, особенно 137, левый столбец).

Опыт, в котором хлорид цинка водой экстрагируют из реакционной смеси и в виде полученного от 20 до 60 вес.%-ного раствора возвращают в процесс взаимодействия, приводит к плохому выходу и к недостаточно чистому витамину Е. Переработка 20-60 вес.%-ного раствора хлорида цинка до высушенного порошка хлорида цинка и возврат порошкообразного хлорида цинка в синтез витамина Е экономически невыгодно проводить из-за высокой аппаратурной оснащенности для работы с твердым веществом.

Из-за этих трудностей при работе с хлоридом цинка в новейших литературных источниках описываются другие кислые катализаторы для конденсации ТМГ и ИФ в промышленном масштабе. Так, например, в Bull. Chem. Soc. Jpn, т. 68 (1995 г. ), стр.3569-3571 рекомендуют в качестве катализатора трифторметансульфонат скандия (III) и в Bull. Chem. Soc. Jpn, т. 69 (1996 г.), стр. 137-39 рекомендуют монтмориллонит с замещенными ионами металла.

В заявке ФРГ ДЕ-OS 2 743 920 описан в качестве катализатора хлорид цинка, адсорбированный на кремнеземе/окиси алюминия.

Недостатком этого способа является то, что трифторметансульфонат скандия (III) очень дорогой и в необходимом количестве труднодоступен, а в случае монтмориллонита или катализаторов хлорид цинка на кремнеземе/окиси алюминия для повторного использования твердой массы необходима требующая больших расходов переработка.

Обычно при использовании хлорида цинка в качестве средства конденсации его используют в виде твердого порошка. В техническом масштабе нужно сделать необходимые технические затраты при введении твердого вещества в реактор, содержащий органический растворитель, такой как гептан, для того, чтобы предотвратить электрический заряд и образование взрывоопасных смесей и тем самым предотвратить опасность взрыва.

Поэтому задачей изобретения является усовершенствование пригодного в технике способа получения витамина Е путем конденсации ТМГ и ИФ в растворителе в присутствии галогенида цинка, донора протонов и в случае необходимости в присутствии соли аммония и/или амина так, чтобы можно было избегать необходимости в требующей больших расходов переработке твердой массы без ухудшения выхода и/или чистоты α-токоферола и соответственно α-токоферилацетата. Дальнейшей задачей являлось усовершенствование способа таким образом, чтобы после взаимодействия простым и экономичным способом можно было извлечь и снова ввести во взаимодействие галогенид цинка и по возможности также соль амммония и/или амин.

Неожиданно было найдено, что в способе получения α-токоферола путем взаимодействия ТМГ с фитолом или ИФ в присутствии хлорида цинка или бромида цинка и донора протонов получают затем чистый α-токоферол с очень хорошим выходом тем, что a) взаимодействие осуществляют в неполярном растворителе, несмешивающимся или только незначительно смешивающимся с водой и б) необходимый хлорид цинка или бромид цинка используют в процессе в виде смеси от 1 до 4 молей воды на моль хлорида или бромида цинка, предпочтительно от 1 до 3 молей воды на моль хлорида или бромида цинка, что технически соответствует соответствует примерно от 65 до 90 вес.%-ному, предпочтительно примерно от 70 до примерно 90 вес.%-ному, в случае необходимости горячему водному раствору, пересыщенному раствору или подаваемой насосом пульпе.

Далее было найдено, что эта примерно от 65 до 90 вес.%-ная смесь воды и хлорида или бромида цинка при температурах от 20 до 200^oС, предпочтительно от 50 до 200^oС транспортируется по соответствующему нагреваемому трубопроводу и может дозироваться простым способом.

Объектом изобретения является соответственно способ получения α-токоферола или α-токоферилацетата путем взаимодействия 2,3,5-триметил-гидрохинона с фитолом или изофитолом в присутствии галогенида цинка и донора протонов и в случае необходимости последующей этерификации с ацетангидридом, отличающийся тем, что а) взаимодействие осуществляют в неполярном растворителе, несмешивающимся или только незначительно смешивающимся с водой и б) необходимый галогенид цинка используют в виде смеси, состоящей из от 1 до 4 молей воды на 1 моль галогенида цинка, предпочтительно от 1 до 3,5 молей воды на 1 моль галогенида цинка, в особенности от 1 до 3 молей воды на 1 моль галогенида цинка.

Наиболее значительным преимуществом является возможность использования при взаимодействии в способе согласно изобретению необходимого галогенида цинка в виде легко поддающейся обработке смеси, состоящей из от 1 до 4 молей воды на 1 моль галогенида цинка для его повторного введения после проведенного взаимодействия.

С особым преимуществом реализуется способ согласно изобретению, если в качестве галогенида цинка используют один из недорогих доступных галогенидов - хлорид цинка или бромид цинка.

Предметом изобретения является также соответственно способ получения α-токоферола или α-токоферилацетата путем взаимодействия ТМГ с ИФ или фитолом в присутствии хлорида цинка или бромида цинка и донора протонов в растворителе и в случае необходимости последующей этерификации с ацетангидридом, отличающийся тем, что а) взаимодействие проводят в неполярном растворителе, несмешивающимся или только незначительно смешивающимся с водой и б) после проведенного взаимодействия отделяют хлорид цинка или бромид цинка и/или из полученного раствора токоферола экстрагируют водой или смесью воды и низкокипящего, смешивающегося с водой органического растворителя и в) полученный раствор хлорида цинка или бромида цинка в случае необходимости после концентрирования в форме примерно от 60 до 90 вес.%-ного, в случае необходимости горячего раствора или подаваемой насосом пульпы частично или полностью возвращают в процесс взаимодействия таким образом, что в реакционной смеси после добавления отсутствующего там хлорида цинка или бромида цинка для последующего взаимодействия содержится не более чем 4 моля воды, предпочтительно не более, чем 3,5 моля воды, особенно предпочтительно не более чем 3 моля воды на 1 моль хлорида или бромида цинка.

Повторное введение раствора хлорида или бромида цинка после концентрирования возможно в форме раствора или подаваемой насосом пульпы вместо порошка хлорида или бромида цинка, если на стадии В в водном растворе хлорида или бромида цинка после концентрирования обеспечивают концентрацию примерно от 60 до 90 вес.% хлорида или бромида цинка, предпочтительно от 70 до 90 вес.% хлорида или бромида цинка, при температурах от 20 до 200^oС, предпочтительно от 50 до примерно 200^oС, и/или подают повторно в процесс взаимодействия по соответственно обогреваемому трубопроводу.

В качестве неполярного растворителя, несмешивающегося или только незначительно смешивающегося с водой, по способу согласно изобретению применяют в особенности углеводороды с точкой кипения или областью кипения от 60 до 200^oС такие, как гексан, гептан, циклогексан, октан, нонан, декан, декалин, толуол, ксилол или хлорбензол, или смеси из двух или более этих растворителей, петролейный эфир. Наиболее предпочтительно применяют гептан.

В принципе также и сам токоферол можно применять в качестве неполярного растворителя.

В качестве низкокипящего, смешивающегося с водой, органического растворителя пригодны для экстракции, например метанол, этанол, тетрагидрофуран и ацетон. С особым предпочтением используют метанол, так как он в присутствии воды практически не растворяется в углеводородах, используемых для экстракции. В общем используют низкокипящий, смешивающийся с водой растворитель при весовом соотношении воды к растворителю от примерно 4:1 до 1:10.

Возможная предпочтительная форма выполнения способа согласно изобретению с возвратом хлорида или бромида цинка отличается тем, что на стадии способа б) основное количество хлорида или бромида цинка экстрагируют из раствора токоферола с помощью возможно меньшего количества воды и на стадии способа с) повторно вводят в процесс превращения для последующего взаимодействия такое количество полученного водного раствора или подаваемой насосом пульпы, что после добавления еще отсутствующего хлорида или бромида цинка или 85-90 вес. %-ного раствора или подаваемой под давлением пульпы в реакционной смеси имеется для последующего взаимодействия не более чем 4, предпочтительно не более чем 3 моля воды на 1 моль хлорида цинка или бромида цинка.

Следующая предпочтительная форма выполнения способа согласно изобретению отличается тем, что на стадии способа б) путем многократного экстрагирования водой или смесью воды и метанола, к которой в случае необходимости добавлено примерно 0,5-1 вес.%-ной минеральной кислоты, предпочтительно соляной кислоты, выделяют по возможности полностью из раствора токоферола хлорид цинка или соответственно бромид цинка и на стадии б) полученный разбавленный раствор хлорида или бромида цинка путем испарения воды или метанола и воды концентрируют далее так, что раствор хлорида или бромида цинка или подаваемая насосом пульпа содержит не более чем 4 моля воды, предпочтительно не более чем 3,5 моля, наиболее предпочтительно не более, чем 3 моля воды на 1 моль хлорида или бромида цинка и что его таким образом возвращают в процесс превращения.

Добавление минеральной кислоты к воде, используемой для экстракции, должно осуществляться так, чтобы и при многократной экстракции поддерживалась обычная и предпочтительная область рН (менее 5). Предпочтительно проводят многократную экстракцию путем так называемой 1-3-ступенчатой противоточной экстракции.

При этом полученные разбавленные растворы хлорида или бромида цинка сначала концентрируют в специальном дистилляционном устройстве в присутствии или отсутствии подходящего азеотропа и затем возвращают в процесс взаимодействия в форме, в случае необходимости горячего раствора или подаваемой насосом пульпы или концентрируют в самом реакционном сосуде перед подачей ИФ в присутствии или отсутствии подходящего азеотропа.

Если получают α-токоферол или соответственно α-токоферилацетат, как описано в патентах ФРГ 26 06 830 или в ЕР 100 471, в присутствии соли аммония и/или амина, то даже можно на стадии способа б) после взаимодействия из полученного раствора токоферола экстрагировать хлорид или бромид цинка вместе с содержащимися при необходимости солью аммония и/или амином, а также с непрореагировавшем ТМГ с помощью смеси воды и метанола, взятых в соотношении от примерно 4:1 до 1:10, и полученный экстракт после концентрирования в виде в случае необходимости горячего раствора или подаваемой насосом пульпы возвращают в процесс взаимодействия таким образом, что в реакционной смеси для последующего взаимодействия содержится не более чем 4 моля воды, предпочтительно, не более чем 3 моля воды на 1 моль хлорида или бромида цинка.

Взаимодействие изофитола или фитола, полученного в случае необходимости согласно патенту ФРГ 2 606 830 с применением соли аммония и/или амина, с ТМГ проводят известным способом при температурах от 60 до 200^oС, предпочтительно от 80 до 140^oС, наиболее предпочтительно от 90 до 110^oС, в вышеописанных углеводородах в качестве растворителя. Количество растворителя можно изменять в широких пределах, оно может составлять от однократной до десятикратной весовой части ИФ. Количество хлорида или бромида цинка может составлять 0,04 вес. ч. от ИФ вплоть до очень больших количеств 0,5 вес. ч. и выше, однако это не дает преимуществ.

В качестве доноров протонов можно использовать минеральные кислоты, как концентрированная соляная кислота, концентрированная бромистоводородная, серная и фосфорная кислоты или гидросульфат натрия. При этом предпочтительна соляная кислота.

Кроме этого можно использовать толуолсульфокислоту или трифторметансульфокислоту, а также смеси названных кислот.

Образующуюся в реакции воду можно отводить, однако в особых случаях проводят взаимодействие также без отвода воды.

Вместо добавления водной соляной кислоты можно также предпочтительно работать с подводом газообразного хлористого водорода. Это имеет преимущество, а именно концентрация кислоты не может увеличиваться до высокого значения, так как избыточная газообразная соляная кислота испаряется из реакционной смеси. Высококипящие кислоты, как серная кислота, могут, напротив, в повышенной концентрации способствовать образованию побочных продуктов.

Взаимодействие можно осуществлять периодически, но также и непрерывно.

Количество воды, необходимое для экстракции, зависит от количества используемого галогенида цинка, от количества используемого растворителя, от количества воды, удаленной во время взаимодействия, от количества стадий экстракции, а также от требуемой степени экстракции галогенида цинка. Поэтому количество воды можно варьировать в широких пределах. Для экстракции только основного количества галогенида цинка достаточно в основном простого промывания водой, взятой в количестве примерно от 3 до 10 об.%, в расчете на органическую фазу. Для полной экстракции промывают от 2 до 6 раз с помощью от 0,5 до 10 об.% воды или водного метанола, предпочтительно от 2 до 4 раз с помощью от 1 до 5 об.% воды или водного метанола. Особенно предпочтительно полная экстракция осуществляется трехступенчатой противоточной экстракцией с использованием от 1 до 3 об.% воды.

Однако можно также удалять образующуюся при взаимодействии воду, содержащую хлорид или бромид цинка, как таковые.

При дополнительной подаче свежего, сухого хлорида цинка или соответственно бромида цинка можно также возвращать в процесс 60 вес.%-ный раствор хлорида или бромида цинка. Если работают с практически полным возвратом в процесс галогенида цинка, при этом добавляют только очень малые количества, а именно только примерно от 0 до 3% сухого хлорида или бромида цинка добавляют в виде 85-90 вес.%-ного раствора, растворы галогенида цинка, используемые в качестве растворов катализатора, или подаваемая насосом пульпа должны содержать, по меньшей мере, 65 вес.% хлорида или соответственно бромида цинка, что соответствует количеству воды примерно 4 моли на 1 моль хлорида цинка или соответственно бромида цинка. Предпочтительно работают с раствором катализатора или подаваемой насосом пульпой, которые содержат от 70 до 90 вес.%, предпочтительно от 80 до 90 вес.% галогенида цинка, что соответствует примерно количеству от 1 до 3 молей воды, предпочтительно примерно от 1 до 2 молей воды на моль галогенида цинка. Чем выше содержание хлорида цинка или бромида цинка в смеси, тем важнее поддерживать в ней во время хранения и/или во время дозирования температуры от примерно 50 до 200^oС, предпочтительно от 80 до 200^oС. При концентрациях хлорида или бромида цинка выше, чем примерно 90 вес.%, возрастает опасность, что раствор, пересыщенный раствор или пульпа затвердеет, что будет затруднять проведение процесса.

Представленные ниже примеры должны наглядно пояснять способ согласно изобретению. Данные по выходу относятся к чистому активному веществу (витамин Е-ацетат 100%-ный) и рассчитаны на использованный ТМГ. Чистота полученного продукта определялась газохроматографическим анализом (ГХ). Окраска дистиллята после дистилляции определяли путем абсорбционной спектроскопии (Перкин-Элмер 552; длина ячейки 1 см чистого вещества; длина волны 420 нм) и интенсивность окраски C.I. рассчитывали по формуле C.I.=- 0,261 (% прозрачности) + 25,23.

Сравнительные примеры 1,26 и 2ж и примеры выполнения изобретения 2а, 2в-2е и 2з-2к.

В 4-литровую стеклянную емкость с мешалкой, с обратным холодильником и водоотделителем вводят каждый раз 1170 г гептана, 600 г триметилгидрохинона (ТМГ: чистота выше 99%), 12 г тридециламина (ТДА), сухой хлорид цинка в количестве х (г), приведенном в таблице 1, и водный раствор хлорида цинка с концентрацией z [вес.%] в количестве у (г), приведенном в таблице 1, и полученную смесь нагревают при перемешивании. Затем дозируют хлористый водород (примерно 20 г/ч). В кипящую смесь дозируют в течение 1 ч при удалении воды каждый раз 1210 г изофитола (ИФ, 98%-ный). Затем поддерживают реакционную смесь еще 1 час при температуре кипения. Затем промывают 100 мл воды. При трехкратном промывании каждый раз по 100 мл воды можно вновь выделить от 98 до 100% использованного хлорида цинка. Затем промывают смесью воды и метанола. После отделения растворителя сырой α-токоферол этерифицируют уксусным ангидридом при нагревании с противотоком и получают выделенный витамин Е-ацетат (ВЕА) с выходом чистого витамин Е-ацетата, приведенным в таблице 1 и рассчитанным на используемый ТМГ, и чистотой, определенной газовой хроматографией (ГХ).

Примеры 2а, 2в-2е и 2з-2к показывают влияние воды на активность катализатора. При использовании до 3 молей воды на 1 моль хлорида цинка не наблюдают снижения выхода и ухудшения чистоты, при 4 молях воды на 1 моль хлорида цинка несколько падает выход. Примеры 2д и 2к и сравнительный пример 2ж показывают, что большое количество катализатора не дает преимуществ.

Пример 3 Взаимодействие в присутствии малого количества сухого хлорида цинка и сильно разбавленного раствора хлорида цинка.

В 4-литровую стеклянную емкость с мешалкой с обратным холодильником и а) с водоотделителем или б) без водоотделителя вводят каждый раз 1170 г гептана, 600 г ТМГ, 12 г ТДА и 23 г сухого хлорида цинка, а также 463 г водного раствора хлорида цинка (концентрация: 20 вес.%; соотношение вода/ZnCl₂=24 моля/моль) и полученную смесь нагревают при перемешивании и а) при отделении воды и б) без отделения воды дозируют примерно 20 г/ч хлористого водорода. В кипящую смесь дозируют в течение 1 часа 1210 г ИФ и в реакционной смеси еще 2 ч осуществляют взаимодействие.

В реакционной смеси а) проводят взаимодействие между ТМГ и ИФ, после чего преобладающую часть воды удаляют из раствора хлорида цинка в водоотделителе. Смесь обрабатывают аналогично примеру 2.

В реакционной смеси б) образуются только следы целевого α-токоферола; это показывает, что большие количества воды в реакционной смеси полностью дезактивируют катализатор. Достигнутый в каждом случае выход представлен в таблице 2.

Как показывает таблица 2, выход и чистота токоферола хуже, чем в примере 4, что указывает на то, что предпочтительно еще перед началом взаимодействия концентрировать раствор катализатора.

Пример 4
Взаимодействие в присутствии малого количества сухого хлорида цинка и концентрированного раствора хлорида цинка.

В вышеописанную 4-литровую емкость с мешалкой вводят 1170 г гептана, 600 г ТМГ, 12 г ТДА, 23,2 сухого хлорида цинка и 115,9 г 80 вес.%-ного раствора хлорида цинка и полученную смесь нагревают а) при удалении воды и б) без удаления воды.

Затем дозируют около 20 г/ч хлористого водорода и в кипящую смесь дозируют в течение 1 ч 1210 г ИФ. Проводят реакцию в течение 1 ч. Затем промывают один раз 300 мл воды и трижды смесью воды с метанолом и этерифицируют ацетангидридом аналогично примеру 2.

Полученный выход и чистота приведены в таблице 3.

Примеры 4а и 46 показывают, что при содержании воды только 1,5 моля на 1 моль хлорида цинка удаление воды можно осуществлять без ухудшения выхода и чистоты целевого продукта.

Пример 5
Многократное возвращение хлорида цинка в процесс; средняя степень возвращения в процесс 78%.

В вышеописанную 4-литровую емкость с мешалкой и водоотделителем вводят 1170 г гептана, 600 г ТМГ, 12 г ТДА, сухой хлорид цинка в количестве х (г), представленном в таблице 4, и раствор хлорида цинка в количестве у (г) и в концентрации z, указанными в таблице 4, и смесь нагревают при перемешивании. Затем дозируют примерно 20 г/ч газообразного хлористого водорода, в кипящую смесь в течение 1 ч дозируют 1210 г ИФ и после этого в реакционной смеси еще в течение 1 ч продолжают реакцию.

Затем отмывают большую часть (примерно 80%) хлорида цинка путем одноразового добавления 100 мл воды. Гептан-токоферольную фазу промывают водным метанолом, выпаривают и полученный сырой токоферол этерифицируют ангидридом уксусной кислоты. Сырой токоферил-ацетат дистиллируют в трубке с шаровым расширением при давлении ниже 10^-2 мбар и температуре примерно 200-250^oС.

Полученный водный раствор хлорида цинка (примерно 200 г со средней концентрацией хлорида цинка примерно 50 вес.%) концентрируют в испарителе Самбая до концентрации z, указанной в таблице 4. В концентрате поддерживают температуру 100^oС и при этой температуре отверждения не происходит. Он используется в дальнейшем в качестве катализатора для следующей конденсируемой смеси после добавления сухого хлорида цинка в количестве, указанном в таблице 4.

Аналогичным образом каждый раз регенерированный хлорид цинка используют в 10 последовательно конденсируемых смесях. Подача воды составляет во всех исходных смесях примерно от 1,0 до 1,2 моля воды на 1 моль хлорида цинка. В таблице 4 приведены условия реакции, а также выход и чистота витамин Е-ацетата, полученного с повторно вводимым в процесс хлоридом цинка.

Примеры 5-5.10 показывают, что не наблюдается ухудшения выхода или чистоты полученного витамин Е-ацетата даже после 10-кратного возврата в процесс раствора хлорида цинка указанной концентрации. Также образование высококипящих побочных продуктов, которые образуются в виде невыпариваемого остатка при вакуумной дистилляции сырого витамин Е-ацетата, а также окраска дистиллята (приведена как интенсивность окрашивания C.I.) остаются без заметных изменений.

Пример 6
Многократное возвращение в процесс хлорида цинка, средняя степень возвращения в процесс более 97%.

Аналогично примеру 5 подвергают взаимодействию 600 г ТМГ с 1210 г ИФ в присутствии сухого хлорида цинка в количестве х (г), приведенном в таблице 5, и у (г) повторно подаваемого водного раствора хлорида цинка с концентрацией z вес.% до получения α-токоферола. После проведения реакции в течение 1 ч промывают трижды по 100 мл воды, при этом повторно сохраняется 98-100% используемого хлорида цинка. После отделения растворителя сырой α-токоферол этерифицируют с применением ацетангидрида.

Так получают примерно от 400 до 420 г раствора хлорида цинка со средней концентрацией 30 вес.% ZnCl₂. Эти растворы фильтруют и концентрируют на испарителе Самбая. Концентрат до повторного использования находится при температуре 100^oС, при этом не происходит отверждения. Он используется, как описано выше, в качестве катализатора для следующих конденсируемых смесей.

Примеры 6-6.20 показывают, что даже после 20-кратного возврата в процесс раствора хлорида цинка с концентрацией z, приведенной в таблице 5, не наблюдается ни ухудшения выхода и чистоты витамин Е-ацетата, ни увеличения доли невыпариваемого остатка при дистилляции или окрашивания дистиллята.

Пример 7
Возврат в процесс хлорида цинка с концентрированием раствора катализатора путем азеотропной дистилляции в реакторе.

В 0,5-литровую стеклянную трехгорлую колбу с мешалкой с плоскими смесительными элементами, капельной воронкой, с обратным холодильником и водоотделителем вводят 150 г гептана, 76 г ТМГ, 1,5 г ТДА и 16 г сухого хлорида цинка и смесь нагревают при перемешивании. Дозируют хлористый водород (примерно 5 г/ч). В кипящую смесь добавляют 153 г ИФ.

Осуществляют реакцию в течение 1 ч. После охлаждения в реакционную смесь добавляют 12,5 мл воды, смесь перемешивают и после отстаивания разделяют на фазы. Гептановую фазу концентрируют и сырой токоферол этерифицируют ангидридом уксусной кислоты при нагревании с обратным потоком до получения витамин Е-ацетата.

Водную фазу используют для следующего опыта в качестве катализатора. Добавляют 150 г гептана, 76 г ТМГ и 1,6 г свежего хлорида цинка и смесь нагревают при перемешивании как описано выше. Воду отделяют путем азеотропной дистилляции с гептаном на водоотделителе и дозируют хлористый водород (примерно 5 г/ч). После того, как было выделено примерно 10 мл воды, в кипящую смесь дозируют 153 г ИФ. Проводят реакцию. Обработку осуществляют как описано выше.

Таким образом хлорид цинка трижды возвращают в процесс. Во всех смесях достигается выход 97% от теоретического и чистота 97,7%.

Пример 8
Возврат в процесс хлорида цинка, а также катализатора фазового перехода гидрохлорида ТДА путем экстракции с помощью смеси вода/метанол.

В 0,5-литровую трехгорлую стеклянную колбу с мешалкой с плоскими смесительными элементами, капельной воронкой, обратным холодильником и водоотделителем вводят 150 г гептана, 76 г ТМГ, 1,5 г ТДА и 16 г сухого хлорида цинка и смесь нагревают при перемешивании. Дозируют хлористый водород (примерно 5 г/ч) и в кипящую смесь добавляют 153 г ИФ. Проводят реакцию 1 ч. После охлаждения добавляют трижды no 100 мл воды и метанола, реакционную смесь смешивают и после отстаивания разделяют фазы. Гептановую фазу концентрируют и сырой токоферол этерифицируют ангидридом уксусной кислоты при нагревании с обратным потоком до получения витамин Е-ацетата.

Очищенную водно-метанольную фазу испаряют и используют для последующего опыта в качестве катализатора. Добавляют 150 г гептана, 76 г ТМГ и 1,6 г свежего хлорида цинка, смесь нагревают, как описано выше, при перемешивании и добавляют хлористый водород (около 5 г/ч). В кипящую смесь дозируют 153 г ИФ. Проводят реакцию в течение 1 ч. Последующую обработку проводят как описано выше.

Таким образом хлорид цинка и ТДА трижды возвращают в процесс. Все смеси обеспечивают выход витамин Е-ацетата примерно 97% от теоретического и чистоту 97,7%.

Этот пример показывает, что путем экстракции с помощью смеси воды и метанола в соотношении примерно 1:1 можно возвращать в процесс почти полностью не только хлорид цинка, но также и катализатор фазового перехода - гидрохлорид ТДА.

Пример 9
Многократное возвращение в процесс бромида цинка.

Аналогично примеру 5, однако, с добавлением 22 мл 47 вес.%-ного водного раствора бромистого водорода вместо подачи газообразного хлористого водорода осуществляют взаимодействие 600 г ТМГ с 1210 г ИФ в присутствии сухого бромида цинка в количестве х (г) и возвращаемого в процесс водного раствора бромида цинка в количестве у (г) с концентрацией z вес.%, приведенными в таблице 6, до получения α-токоферола. После проведения реакции в течение 1 ч трижды промывают каждый раз по 100 мл воды, при этом повторно получают 98-100% использованного бромида цинка. После удаления растворителя сырой α-токоферол этерифицируют с помощью ацетангидрида.

Так было получено каждый раз примерно от 460 до 480 г раствора бромида цинка со средней концентрацией бромида цинка 37 вес.%. Этот раствор фильтровали и концентрировали на испарителе Самбая. Концентрат хранят до следующего использования при 100^oС, при этом не происходит отверждения. Концентрат каждый раз используют, как описано выше, в качестве катализатора для следующих конденсируемых смесей.

Примеры 9-9.2 показывают, что в способе согласно изобретению возможен также и при использовании бромида цинка возврат в процесс катализатора без ухудшения выхода или чистоты витамин Е-ацетата.

Формула изобретения

1. Способ получения α-токоферола или α-токоферилацетата путем взаимодействия 2,3,5-триметил-гидрохинона с фитолом или изофитолом в присутствии цинкгалогенидного катализатора конденсации, донора протонов и, в случае необходимости, последующей этерификации ацетангидридом, отличающийся тем, что А) взаимодействие проводят в неполярном растворителе, несмешивающемся или только незначительно смешивающемся с водой и Б) вводят во взаимодействие необходимый галогенид цинка в виде смеси от 1 до 4 молей воды на моль галогенида цинка.

2. Способ получения α-токоферола или α-токоферилацетата путем взаимодействия 2,3,5-триметил-гидрохинона с фитолом или изофитолом в присутствии хлорида цинка или бромида цинка и донора протонов в растворителе и, в случае необходимости, последующей этерификации ацетангидридом, отличающийся тем, что А) взаимодействие проводят в неполярном растворителе, несмешивающемся или только незначительно смешивающемся с водой, Б) после проведенного взаимодействия отделяют хлорид цинка или бромид цинка и/или экстрагируют из полученного токоферольного раствора с помощью воды или смеси воды и низкокипящего смешивающегося с водой органического растворителя и В) полученный раствор хлорида цинка или бромида цинка, в случае необходимости, после концентрирования частично или полностью возвращают в процесс взаимодействия в виде примерно от 60 до 90 вес. %-ного, в случае необходимости горячего, раствора или подаваемой насосом пульпы, при этом в реакционной смеси после добавления отсутствующего там хлорида цинка или бромида цинка для последующего взаимодействия содержится не более чем 4 моля воды, предпочтительно не более чем 3 моля воды на 1 моль хлорида цинка или бромида цинка.

3. Способ согласно п. 1 или 2, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют в гексане, гептане, циклогексане, октане, нонане, декане, толуоле, ксилоле или в смеси двух или более таких растворителей как неполярном растворителе, несмешивающимся или только незначительно смешивающимся с водой.

4. Способ согласно п. 2, отличающийся тем, что на стадии Б) основное количество хлорида цинка или бромида цинка экстрагируют из токоферольного раствора по возможности меньшим количеством воды или по возможности меньшим количеством смеси воды и метанола и на стадии В) полученный водный раствор или подаваемую насосом пульпу возвращают в процесс взаимодействия в таком количестве, что после добавления отсутствующего там хлорида цинка или бромида цинка в виде сухого хлорида цинка или бромида цинка, или от 85 до 90 вес. %-ного раствора, или подаваемой насосом пульпы в реакционной смеси содержится не более чем 3 моля воды на 1 моль хлорида цинка или бромида цинка.

5. Способ согласно п. 2, отличающийся тем, что на стадии Б) путем многократной экстракции с помощью воды или смеси воды и метанола, в случае необходимости, с добавлением примерно 1 вес. % соляной кислоты, отделяют от токоферольного раствора, по возможности полностью, хлорид цинка или бромид цинка, и на стадии В) полученный разбавленный раствор хлорида цинка или бромида цинка концентрируют путем выпаривания воды или смеси метанола и воды так, что раствор содержит не более чем 3 моля воды на 1 моль хлорида цинка или бромида цинка, и в таком виде возвращают его в процесс взаимодействия.

6. Способ согласно п. 5, отличающийся тем, что полученный разбавленный раствор хлорида цинка или бромида цинка затем концентрируют в специальном дис-тилляционном устройстве в присутствии или отсутствии пригодного азеотропообра-зователя и после этого возвращают в процесс взаимодействия в виде, в случае необходимости, горячего раствора или подаваемой насосом пульпы.

7. Способ согласно п. 5, отличающийся тем, что полученный разбавленный раствор хлорида цинка или бромида цинка концентрируют в самом реакторе перед подачей изофитола в присутствии или отсутствии растворителя, используемого для взаимодействия.

8. Способ согласно п. 2, отличающийся тем, что на стадии Б) после осуществления взаимодействия хлорид цинка или бромид цинка совместно с содержащимися, в случае необходимости, аммониевой солью и/или амином и непрореагировавшим триметилгидрохиноном экстрагируют из полученного токоферольного раствора с помощью смеси воды и метанола в весовом соотношении от примерно 4: 1 до 1: 10, и полученный экстракт после концентрирования в форме, в случае необходимости, горячего раствора или подаваемой насосом пульпы возвращают в процесс взаимодействия так, что в реакционной смеси после добавления отсутствующего там хлорида цинка или бромида цинка для последующего взаимодействия содержится не более чем 3 моля воды на моль хлорида цинка или бромида цинка.

Приоритет по пунктам и признакам:
23.12.1996 по пп. 1-8;
01.08.1997 по пп. 1-8 (уточнение признаков).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7