专利名称：β－紫罗兰酮的工业制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高纯度β-紫罗兰酮的工业制备方法，属于化工、医药领域。
背景技术：
β-紫罗兰酮是一种有广泛用途的香料，高纯度β-紫罗兰酮(β-体≥95.0％，α-体≤2.0％)是医药工业生产维生素A的主要原料。β-紫罗兰酮的合成是由柠檬醛与丙酮缩合生成假性紫罗兰酮，然后在酸性条件下由假性紫罗兰酮环化而成。
由于紫罗兰酮双键位置的变化，产物通常是α-和β-紫罗兰酮的混合物 有关β-紫罗兰酮的专利文献很多，大都围绕着①提高缩合反应中假性紫罗兰酮的收率，②提高环化产物中β-紫罗兰酮的含量以满足医药工业的需求。关于缩合反应，传统的工艺多采用10％的NaOH水溶液为催化剂，在60℃～70℃反应5～6小时，收率为60～70％。由于柠檬醛对温度敏感，在碱存在下受热，会发生自缩合，也会和假性紫罗兰酮缩合，造成收率不高。中国专利CN 1109462A介绍了①在缩合反应中加入相转移催化剂(用量为柠檬醛的1～10％摩尔比)，并加入缩合抑制剂，以提高假性紫罗兰酮收率。②在环化反应中加入2-羟基-4辛氧基二苯甲酮类化合物作为转位防止剂，以提高产品中β-紫罗兰酮的含量。但是所用相转移催化剂和转位防止剂价格昂贵，又无法回收。中国专利CN 1065481A开发了一种高效的固体碱大孔型离子交换树脂催化剂，可使缩合反应在室温下进行并实现连续化生产，假性紫罗兰酮产量和质量都有所提高。但这种催化剂的制备及使用有一定难度，未见工业化应用。关于β-紫罗兰酮的生产，需在低温下进行，而环化反应剧烈放热，温度难以控制，使产率偏低，α-异构体含量偏高(3～5％)。针对这一不足，德国专利DE.3328440提出了一种在室温下由假性紫罗兰酮和硫酸通过瞬间接触，生产β-紫罗兰酮的方法，但此法需要特殊的设备，条件控制困难，故未被广泛采用。中国专利CN 1129209A介绍了一种在超声波作用下完成环化反应的方法，β-紫罗兰酮产率较高、选择性也较好。但是实现工业化生产有较大难度。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种简单、经济、高效的β-紫罗兰酮的工业制备技术，使假性紫罗兰酮的产率达到85％～90％；环化反应中生成β-紫罗兰酮的选择性≥99.0％。
为了实现以上目的，本发明的技术方案的工艺流程为通过柠檬醛与丙酮反应缩合成假性紫罗兰酮，假性紫罗兰酮环化成β-紫罗兰酮，其特点为1、在缩合反应中调整丙酮/水的体积比为1∶0.1-1∶0.5，催化剂NaOH/水的重量比为0.01-0.05，反应温度在18-28℃；2、在环化反应中小批量加入干冰，一边滴加假性紫罗兰酮，一边小批量地加入干冰。干冰用量约为假性紫罗兰酮重量的5％-10％。
调整丙酮/水的比例和催化剂NaOH的用量，使缩合反应从传统的两相反应变为在接近均相中进行，反应速度显著加快，反应温度可降至15～25℃，反应时间缩短为2～4小时。当采用柠檬醛(含量≥95％)为原料时，经减压蒸馏得到的假性紫罗兰酮含量＞90％，摩尔收率接近90％；在环化反应中小批量加入干冰由于加入的干冰升华为CO2时大量吸热，既可起搅拌作用，又可从系统内部降温，有效地防止了局部过热，使环化反应几乎单一地生成β-紫罗兰酮，选择性＞99.0％。采用本发明的技术方案，成品β-紫罗兰酮中β-体含量≥96.0％，α-体≤1.0％，β-紫罗兰酮的摩尔收率(以假性紫罗兰酮计)达到80％以上。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明的具体实施方式
作一说明实施例1将1100升丙酮，260升水，25升30％的NaOH溶液加入反应釜中，搅拌均匀。在20℃，2小时内滴加170公斤柠檬醛(含量≥95.0％)，加毕，继续反应2～4小时，其间每隔半小时，取样做色谱分析。当柠檬醛转化率＞99.0％，用醋酸中和至PH＝6.0～6.5，静置分层，分去水层，另收集回收丙酮。有机层蒸去溶剂，得假性紫罗兰酮粗品，经减压蒸馏收集104～109℃/240Pa的馏份得到假性紫罗兰酮成品201.3公斤，含量92.2％，收率90.8％。
在环化反应釜中预先加入120升6#溶剂油，5升甲醇，160升浓硫酸，搅拌均匀，冷至-18℃，在1～2小时内滴加上述假性紫罗兰酮55公斤，同时分批加入3～5公斤干冰，加毕再搅拌15～20分钟。
水解釜中预先加入1100升浓度～20％的稀酸水和130升6#溶剂油，冷至-14℃，将环化物料放入水解釜中进行水解，搅拌30分钟，静止分层，分去水层(循环使用)；油层用碱中和洗涤至中性，蒸去溶剂得到β-紫罗兰酮的粗品，粗品送蒸馏釜中，减压蒸馏收集98～101℃/133Pa的馏份得到41.9公斤β-紫罗兰酮，含β-体97.7％，α-体0.53％，收率82.6％。
实施例2将800升丙酮，260升水，25升30％的NaOH溶液加入反应釜中，搅拌均匀。在28℃，2小时内边搅拌边滴加250公斤山苍子油(含柠檬醛67.0％)。加毕，继续反应2～4小时，其间每隔半小时，取样做色谱分析。当柠檬醛转化率＞95.0％，用醋酸中和至PH＝6.5～7，静置分层，分去水层(另收集，回收丙酮)。有机层蒸去溶剂，得假性紫罗兰酮粗品，经减压蒸馏收集110～117℃/525Pa的馏份，得到假性紫罗兰酮成品197.4公斤，含量90.2％，收率84.2％。
在环化反应釜中预先加入120升6#溶剂油，5升甲醇，160升浓硫酸，搅拌冷却至-12～-18℃，在2小时内分批加入干冰3公斤，同时滴加上述假性紫罗兰酮55公斤，加毕再搅拌15～20分钟。
釜中预先放入1100升含H2SO4～20％的酸水和160升6#溶剂油，并冷至-14℃，将环化物料放入水解釜中进行水解，加毕，继续搅拌15～20分钟，静止分层，分去水层(稀释后循环使用)。油层用碱中和洗涤至中性，蒸去溶剂得到β-紫罗兰酮粗品，粗品送蒸馏釜中，减压蒸馏收集98～101℃/133Pa的馏份得到37.6公斤β-紫罗兰酮，含β-体，96.7％，α-体0.36％，收率75.8％。
权利要求
1.一种β-紫罗兰酮的工业制备方法，其工艺流程为通过柠檬醛与丙酮反应缩合成假性紫罗兰酮，假性紫罗兰酮环化成β-紫罗兰酮，其特征在于，(1)缩合反应中，调整丙酮/水的体积比为1∶0.1-1∶0.5，催化剂NaOH/水的重量比为0.01-0.05，反应温度在18-28℃；(2)在环化反应中小批量加入干冰，一边滴加假性紫罗兰酮，一边小批量地加入干冰。干冰用量约为假性紫罗兰酮重量的5％-10％。
全文摘要
本发明涉及一种高纯度β－紫罗兰酮的工业制备方法。其特点是1.藉助于调整丙酮、水和碱的用量，使柠檬醛和丙酮的缩合反应在接近均相的条件下进行，反应条件温和，时间短，收率高；2.在假性紫罗兰酮进行环化反应时，同时加入干冰，有效地防止了反应体系局部过热，使生成β－紫罗兰酮的选择性＞99.0％，简化了后工序，产品质量和收率都有显著提高。产品中β－紫罗兰酮含量≥96.0％，α－紫罗兰酮≤1.0％，收率达72.0～85.0％。
文档编号C07C45/72GK1508113SQ02155069
公开日2004年6月30日 申请日期2002年12月19日 优先权日2002年12月19日
发明者陆庆宁, 顾建生, 田钦, 孙小玲, 周祖新 申请人:上海应用技术学院