CN106565646A - 一种美白剂原料的合成方法 - Google Patents
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Abstract
维生素C乙基醚，是一种的亲油亲水的两性维生素C衍生物，以维生素C与丙酮为原料，以无水硫酸铜为催化剂反应合成5,6‑O‑异亚丙基‑L‑抗坏血酸(简称IAA)；以IAA和溴乙烷(CH3CH2Br)为原料，在丙酮、碳酸钾存在下，合成3‑O‑乙烷‑5,6‑O‑异亚丙基‑L‑抗坏血酸；加盐酸脱去保护基团；重结晶得到优品维生素C乙基醚，与传统的合成方法相比，工艺简便，原料易得，原料均为大宗化工原料，成本低、收率高，易于工业化推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成美白剂原料的方法，主要是针对维生素C乙基醚的合成方法。
背景技术
维生素C乙基醚，是一种的亲油亲水的两性维生素C衍生物，这不仅使其在配方中能够极为方便的使用，更加使其容易穿透角质层进入真皮层，进入皮肤后容易被生物酶分解而发挥维生素C的作用，从而提高其生物利用度，有效起到美白和祛斑的作用，能够改善皮肤暗淡无光泽，赋予皮肤弹性。
化学名称：3-O-乙基抗坏血酸
INCI名称：3-o-ETHYL ASCORBIC ACID
分子式：C8H12O6
维生素C乙基醚的化学方程式
维生素C乙基醚作为新型的美白剂，由于其效果明显，配伍性好，越来越得到国内外化妆品行业的青睐。维生素C乙基醚与其它美白剂如糖苷、磷酸酯镁、磷酸酯钠等的应用进行了比较之后发现其具有优异的效果。但是由于其制备工艺复杂，现今国内外的生产厂家也很少，导致其价格高。
目前，维生素C乙基醚的合成方法很多，韩国克斯莫尔株式会社的朴成龙等人发明关于制备结晶3-O-烷基-抗坏血酸的方法，方法中为三步反应，主要是通过5,6-异亚丙基抗坏血酸、卤化物在阴离子交换树脂的存在下与有机溶剂中反应，然后进行脱保护制得产品。
日本海博克斯股份有限公司的久津间辉雄发明关于3-O-烷基-5,6-O-(1-甲基乙叉基)-L-抗坏血酸的制造方法以及5,6-O-(1-甲基乙叉基)-L-抗坏血酸的制造方法，方法为：使L-抗坏血酸与丙酮在酸催化剂的存在下反应而合成5,6-O-(1-甲基乙叉基)-L-抗坏血酸的第一工序，分离提纯后，在二甲亚砜或二甲基甲酰胺中，并在碳酸氢钠或碳酸氢钾的存在下使5,6-O-(1-甲基乙叉基)-L-抗坏血酸与烷基溴等烷基化剂反应而得到3-O-烷基-5,6-O-(1-甲基乙叉基)-L-抗坏血酸。
Uwe Beifuss在Regioselective Synthesis of 3-O-Alkyl Ethers of AscorbicAcid without Protecting Groups in a Single Step中提到，室温氩气保护下，维生素C溶解在二甲基亚砜中，与烷基甲磺酸反应，在60℃搅拌下，加入NaHCO3，反应15h，减压蒸馏后，溶解于一定盐酸中，用乙酸乙酯萃取5次，收集有机相，用Na2SO4，干燥，通过硅胶柱重结晶。
金抒等人发明从维生素C一步法制备维生素C乙基醚的分离纯化方法。方法为一步反应维生素C、碱、烷基化试剂中进行反应，合成维生素C乙基醚；反应结束，回收溶剂，残余物加水稀释，上强碱性阴离子交换树脂柱进行离子交换，洗脱，得到产品。
广东医学院的杨雪梅,郑明彬发明一种3-O-烷基抗坏血酸的制备方法，方法为：在氮气氛围内，将维生素C、碱、烷基化试剂混合溶解于甲醇或其它某种溶剂中，进行醚化反应，在室温下反应生成3-O-烷基抗坏血酸溶液，然后在其中加入乙酸乙酯或其它溶剂，进行析晶得粗品产物，重结晶的纯品。
陈兵兵等人发表简便的区域选择性合成3-O-乙基维生素C的文章，文中提到，将L-抗坏血酸与一定量三乙胺和乙醇混合，加入硫酸二乙酯反应，减压蒸馏，用乙酸乙酯萃取，得纯品。
以上生产工艺中对于原料的采集、生产过程中对温度的控制，均已达到控制成本和安全性要求，但是收率和纯度问题仍然没有显著提高，并没有对收率和纯度等核心问题的解决提出有效的解决方案。
本发明克服现有技术不足，提供一种维生素C乙基醚的制备工艺
发明内容
本发明提供一种维生素C乙基醚的合成方法。
所述维生素C乙基醚的合成方法，三步法：
1、以维生素C与丙酮为原料，以无水硫酸铜为催化剂反应合成5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸(简称IAA，CAS No.15042-01-0)；
2、以IAA和溴乙烷(CH3CH2Br)为原料，在丙酮、碳酸钾存在下，合成3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸；
3、加盐酸脱去保护基团；重结晶得到优品维生素C乙基醚。
具体地说，所述维生素C乙基醚的合成方法包括，
在反应器中以维生素C与丙酮为原料，以无水硫酸铜为催化剂，反应10-20h，反应温度保持20～60℃，反应完毕将得到的反应液趁热抽滤，过滤掉带有结晶水的硫酸铜，得带有5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液。
因采用无水硫酸铜为催化剂，不会使得反应得到酸性较大的溶液，所以直接在上述溶液中添加碳酸钾，用氮气保护，60℃左右，反应0.5h后，直接加入溴乙烷，继续反应1-2h，有难溶的溴化钾生成，过滤后得含有3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液。
浓缩含有3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液，尽量蒸干，加入适量甲醇，溶解3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸，滴加6M的盐酸，去保护。浓缩甲醇，得粗品维生素C乙基醚。
利用丙酮-氯仿重结晶，得到高品质维生素C乙基醚。
主要化学反应方程式如下：
所述催化剂无水硫酸铜与抗坏血酸摩尔比为0.06:1；
所述原料丙酮与抗坏血酸摩尔比为20:1；
所述反应温度为60℃；反应时间10～20h；
所述碳酸钾与维生素C的摩尔比为1.0～1.5:1，优选1:1；
所述溴乙烷与维生素C的摩尔比1.0～1.5:1，优选1:1；
所述加入甲醇的量与维生素C摩尔比为1.0-5.0:1，优选1.5:1；
所述用于重结晶的混合溶剂为氯仿和丙酮；
所述用于重结晶的混溶剂中氯仿和丙酮体积比为1:1～10:1，优选用于重结晶的混合溶剂中氯仿和丙酮体积比为3:1～5:1；
所述用于重结晶的混合溶剂与浓缩液的体积比2～10:1。
本发明维生素C乙基醚的合成方法是申请人对维生素C乙基醚的合成进行了深入研究并在多次实验的基础上得到的最佳工艺；本发明以上述合成方法，与传统的合成方法相比，可以显著提高收率。
本发明方法与现有技术方法相比，工艺简便，原料易得，原料均为大宗化工原料，成本低、收率高，易于工业化推广；维生素C乙基醚收率可达65％以上，试验发现可高达71％(如实施例1)。
如需纯度较高(98％以上)的维生素C乙基醚，收率也可达60％以上，熔点：113.0℃-114.0℃。
分析方法：采用高效液相色谱法，流动相为甲醇：乙腈：水＝56：24：20，检测波长240nm，根据峰的保留时间定性，根据峰面积从校准曲线上查出待测溶液中维生素C乙基醚的含量。
本发明方法得到的维生素C乙基醚产品含量均在98％以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述。但不以此限制本发明。
实施例1
在1L反应器中依次加入0.1mol抗坏血酸(17.6g)、2mol丙酮(116.2g)、0.006mol无水硫酸铜(0.96g)，搅拌，在30℃水浴中反应15h，在反应过程中利用TLC分析色谱板进行监控，抗坏血酸反应完毕，将得到的反应液趁热抽滤，过滤掉带有结晶水的硫酸铜，得带有5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液。
因采用无水硫酸铜为催化剂，不会使得反应得到酸性较大的溶液，所以直接在上述溶液中添加0.1mol(13.8g)碳酸钾，用氮气保护，60℃左右，反应0.5h后，直接加入0.1mol(10.9g)溴乙烷，继续反应1-2h，有难溶的溴化钾生成，过滤后得含有3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液。
浓缩含有3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液，抽滤、浓缩，得浓缩液约10ml,尽量蒸干，加入15ml甲醇，溶解3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸，滴加6M的盐酸，调pH约为3-4，浓缩甲醇，得粗品维生素C乙基醚。
用氯仿和丙酮混合溶剂重结晶，氯仿与乙醇60ml，体积比3:1，得针状晶体维生素C乙基醚14.5g，收率71.1％，继续使用氯仿和丙酮体积比氯仿和丙酮3:1重结晶两次，收率60.2％，纯度99.3％。
实施例2
在1L反应器中依次加入0.1mol抗坏血酸(17.6g)、2mol丙酮(116.2g)、0.006mol无水硫酸铜(0.96g)，搅拌，在30℃水浴中反应15h，在反应过程中利用TLC分析色谱板进行监控，抗坏血酸反应完毕，将得到的反应液趁热抽滤，过滤掉带有结晶水的硫酸铜，得带有5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液。
因采用无水硫酸铜为催化剂，不会使得反应得到酸性较大的溶液，所以直接在上述溶液中添加0.1mol(13.8g)碳酸钾，用氮气保护，60℃左右，反应0.5h后，直接加入0.1mol(10.9g)溴乙烷，继续反应1-2h，有难溶的溴化钾生成，过滤后得含有3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液。
浓缩含有3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液，抽滤、浓缩，得浓缩液约10ml,尽量蒸干，加入30ml甲醇，溶解3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸，滴加6M的盐酸，调pH约为3-4，浓缩甲醇，得粗品维生素C乙基醚。
用氯仿和丙酮混合溶剂重结晶，氯仿与乙醇30ml，体积比5:1，得针状晶体维生素C乙基醚13.0g，收率63.7％，继续使用氯仿和丙酮体积比氯仿和丙酮5:1重结晶两次，收率54.2％，纯度98.9％。
实施例3
在1L反应器中依次加入0.1mol抗坏血酸(17.6g)、2mol丙酮(116.2g)、0.006mol无水硫酸铜(0.96g)，搅拌，在30℃水浴中反应15h，在反应过程中利用TLC分析色谱板进行监控，抗坏血酸反应完毕，将得到的反应液趁热抽滤，过滤掉带有结晶水的硫酸铜，得带有5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液。
因采用无水硫酸铜为催化剂，不会使得反应得到酸性较大的溶液，所以直接在上述溶液中添加0.1mol(13.8g)碳酸钾，用氮气保护，60℃左右，反应0.5h后，直接加入0.1mol(10.9g)溴乙烷，继续反应1-2h，有难溶的溴化钾生成，过滤后得含有3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液。
浓缩含有3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液，抽滤、浓缩，得浓缩液约10ml,尽量蒸干，加入100ml甲醇，溶解3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸，滴加6M的盐酸，调pH约为3-4，浓缩甲醇，得粗品维生素C乙基醚。
用氯仿和丙酮混合溶剂重结晶，氯仿与乙醇30ml，体积比8:1，得针状晶体维生素C乙基醚12.2g，收率59.7％，继续使用氯仿和丙酮体积比氯仿和丙酮8:1重结晶两次，收率49.5％，纯度99.0％。
Claims (7)
1.一种美白剂原料维生素C乙基醚的合成方法，其特征在于，合成方法包括，
在反应器中以维生素C与丙酮为原料，以无水硫酸铜为催化剂，反应10-20h，反应温度保持20～60℃，反应完毕将得到的反应液趁热抽滤，过滤掉带有结晶水的硫酸铜，得带有5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液；
直接在上述溶液中添加碳酸钾，用氮气保护，60℃左右，反应0.5h后，直接加入溴乙烷，继续反应1-2h，过滤溴化钾后，得含有3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液；
浓缩含有3-O-乙烷-5,6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸的丙酮溶液，抽滤、浓缩，得浓缩液，用混合溶剂结晶，烘干得到维生素C乙基醚。
2.根据权利要求1所述的维生素C乙基醚合成方法，其特征在于，所述催化剂无水硫酸铜与抗坏血酸摩尔比为0.06:1；所述原料丙酮与抗坏血酸摩尔比为20:1；所述反应温度为60℃；反应时间10～20h。
3.根据权利要求1所述的维生素C乙基醚合成方法，其特征在于，所述碳酸钾与维生素C的摩尔比为1.0～1.5:1，优选1:1；所述溴乙烷与维生素C的摩尔比1.0～1.5:1，优选1:1。
4.根据权利要求1所述的维生素C乙基醚合成方法，其特征在于，所述加入甲醇的量与维生素C摩尔比为1.0-5.0:1，优选1.5:1。
5.根据权利要求1所述的维生素C乙基醚合成方法，所述用于重结晶的混合溶剂为氯仿和丙酮。
6.根据权利要求5所述的维生素C乙基醚合成方法，所述用于重结晶的混溶剂中氯仿和丙酮体积比为1:1～10:1，优选用于重结晶的混合溶剂中氯仿和丙酮体积比为3:1～5:1。
7.根据权利要求1所述的维生素C乙基醚合成方法，其特征在于，所述用于重结晶的混合溶剂与浓缩液的体积比2～10:1。
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