DE19617444A1

DE19617444A1 - Preparation of vitamin E and DL-alpha-tocopherol acetate

Info

Publication number: DE19617444A1
Application number: DE1996117444
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Grafen; Harald Dr Laas; Hagen Dr Jaedicke
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1996-05-02
Filing date: 1996-05-02
Publication date: 1997-11-06

Abstract

Preparation of dl- alpha -tocopherol (vitamin E) or DL- alpha -tocopheryl acetate involves acid-catalysed reaction of 2,3,5-trimethyl-hydroquinone (TMH) with phytol or isophytol in a solvent (III) at elevated temperature, optionally followed by esterification with acetic anhydride (IV). The novelty is that reaction is carried out at 50-200 deg C in a cyclic carbonate of formula (I) or a psi -lactone of formula (II) as solvent. R1, R2, R3 = H, ethyl (Et) or methyl (Me); R4 = H, phenyl or alkyl with up to 20 carbon (C) atoms, optionally substituted by phenyl or groups containing oxygen (O), preferably H, Me, Et, isopropyl, phenyl or methoxymethyl.

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von d1-α-Tocopherol (Vitamine E) bzw. d1-α-Tocopherylacetat durch säurekatalysierte Umsetzung von 2,3,5-Trimethyl-hydrochinon (TMH) mit einem Phytol und ggf. anschließende Veresterung mit Acet anhydrid.The invention relates to an improved method of manufacture of d1-α-tocopherol (Vitamins E) or d1-α-tocopheryl acetate acid-catalyzed conversion of 2,3,5-trimethyl-hydroquinone (TMH) with a phytol and, if necessary, subsequent esterification with acet anhydride.

Es ist bereits bekannt Vitamin E durch Umsetzen von TMH und einem Phytol, beispielsweise Isophytol (IP) bei erhöhter Temperatur in einem wenig polaren Lösungsmittel in Gegenwart verschiedener sau rer Katalysatoren herzustellen.It is already known to convert TMH and a vitamin E Phytol, for example isophytol (IP) at elevated temperature in a slightly polar solvent in the presence of various sau to produce catalysts.

Nach Angaben in Chem. Abstracts. (C.A.), 84 (1976), 59792 und C.A., 85 (1976), 46898 kann die Umsetzung in Gegenwart von SiO₂/Al₂O₃ mit Säuren durchgeführt werden.According to information in Chem. Abstracts. (C.A.), 84 (1976), 59792 and C.A., 85 (1976), 46898 can implement in the presence of SiO₂ / Al₂O₃ can be carried out with acids.

Gemäß C.A., 73 (1970), 77483; C.A., 80 (1974) 3385; C.A., 80 (1974), 3386; C.A., 73 (1970), 98799 und DE-OS 22 08 795 kann die Umsetzung auch in Gegenwart von ZnCl₂ in Kombination mit Säuren, wie Halogenwasserstoffsäuren, insbesondere HCl, Trichloressig säure oder Essigsäure durchgeführt werden.According to C.A., 73 (1970), 77483; C.A., 80 (1974) 3385; C.A., 80 (1974), 3386; C.A., 73 (1970), 98799 and DE-OS 22 08 795 can Reaction also in the presence of ZnCl₂ in combination with acids, such as hydrohalic acids, especially HCl, trichloroacetic acid acid or acetic acid.

Gemäß den Angaben in DE-A-22 08 795 ist auch ZnCl₂ im Gemisch mit NaHSO₄, Schwefelsäure oder p-Toluolsulfonsäure in einem Mol verhältnis von 1 : 3 bis 1 : 1 verwendbar.According to the information in DE-A-22 08 795, ZnCl₂ is also mixed with NaHSO₄, sulfuric acid or p-toluenesulfonic acid in one mole ratio of 1: 3 to 1: 1 can be used.

Nach den Angaben in C.A., 84 (1976), 74471 ist die Umsetzung in Gegenwart eines Gemisches aus SiO₂ und Al₂O₃ im Verhältnis 87 : 13 als Katalysator in Perchlorethylen durchführbar.According to the information in C.A., 84 (1976), 74471, the implementation in Presence of a mixture of SiO₂ and Al₂O₃ in the ratio 87: 13 Can be carried out as a catalyst in perchlorethylene.

Gemäß US 3 459 773 erhält man Vitamin-E durch Umsetzen von Phytol oder Isophytol mit TMH in einem inerten Lösungsmittel unter Verwendung eines makroretikularen Kationenaustauscherharzes vom Sulfonsäuretyp.According to US 3,459,773, vitamin E is obtained by reacting phytol or isophytol with TMH in an inert solvent Use of a macroreticular cation exchange resin from Type of sulfonic acid.

Allen diesen bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß das Vitamin E in großtechnischem Maßstab nicht in der erforderlichen Reinheit hergestellt werden kann.All these known methods have in common that the vitamin E on an industrial scale not in the required purity can be manufactured.

Zur Überwindung dieses Problems wurde die Umsetzung gemäß DE 27 43 920 in Gegenwart von einem Gemisch aus Kieselsäure/Alu miniumoxid oder Kieselsäuregel und Zinkchlorid sowie einer star ken Säure, wie konzentrierter HCl, H₂SO₄, H₃PO₄ oder p-Toluolsul fonsäure durchgeführt.In order to overcome this problem, the implementation was carried out in accordance with DE 27 43 920 in the presence of a mixture of silica / aluminum minium oxide or silica gel and zinc chloride and a star ken acid, such as concentrated HCl, H₂SO₄, H₃PO₄ or p-toluenesul fonic acid performed.

Nachteilig an diesem Verfahren ist - wie bei zahlreichen der oben genannten Verfahren auch - daß Korrosionsprobleme auftreten und daß eine Belastung des Abwassers mit Zinkionen auftreten kann.A disadvantage of this method is - as with many of the above mentioned methods also - that corrosion problems occur and that contamination of the wastewater with zinc ions can occur.

Zur Überwindung des Abwasserproblems wird gemäß DE-A 42 08 477 die Umsetzung in Gegenwart einer Mischung aus ortho-Borsäure einer seits und Oxalsäure, Weinsäure oder Citronensäure andererseits durchgeführt. Für dieses an sich sehr vorteilhafte Verfahren werden als Lösemittel für die Umsetzung Alkylaromaten, wie Toluol und Xylol oder aber Ketone, wie Diethylketon oder Methyliso propylketon vorgeschlagen.To overcome the wastewater problem, according to DE-A 42 08 477 Reaction in the presence of a mixture of ortho boric acid on the one hand and oxalic acid, tartaric acid or citric acid on the other hand carried out. For this very advantageous method are used as solvents for the implementation of alkyl aromatics, such as toluene and xylene or ketones, such as diethyl ketone or methyl iso propyl ketone proposed.

Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß unpolare aprotische Lösungsmittel, wie Benzine, Heptan, Toluol und Xylol nur ein geringes Lösevermögen für anorganische Säuren und TMH aufweisen. Zur Aufarbeitung muß dem Reaktionsgemisch deshalb beispielsweise Methanol zugesetzt werden, welches überschüssiges TMH sowie die Katalysatorsäure in einer polaren Unterphase aufnimmt bevor Vitamin E isoliert werden kann.The disadvantage of this process is that non-polar aprotic Solvents such as gasoline, heptane, toluene and xylene only one have low solvency for inorganic acids and TMH. The reaction mixture must therefore be worked up, for example Methanol are added, which excess TMH and the Accepts catalyst acid in a polar subphase before Vitamin E can be isolated.

Bei Verwendung der gebräuchlichsten Ketone ist man beim Arbeiten im Normaldruckbereich auf Siedetemperaturen von etwa 100°C einge schränkt. Bei diesem Temperaturen erfolgt die Umsetzung nicht schnell genug um das Verfahren vorteilhaft kontinuierlich durch führen zu können.When using the most common ketones you are at work in the normal pressure range to boiling temperatures of about 100 ° C limits. The reaction does not take place at this temperature fast enough to continuously advance the process advantageously to be able to lead.

Weiterhin ist aus der kürzlich erschienenen EP 694 541 A1 ein Verfahren zur Herstellung von α-Tocopherol durch säurekataly sierte Kondensation von TMH mit einem Phytol bekannt, bei dem Carbonatester; niedere Fettsäureester, ausgenommen Methylacetat und Ethylacetat; Mischungen von geeigneten Kohlenwasserstoffen mit C₁- bis C₅-Alkanolen oder Mischungen dieser Kohlenwasserstof fen mit niederen Fettsäureestern als Lösungsmittel eingesetzt werden. Gemäß diesem Verfahren wird α-Tocopherol in guten Ausbeu ten und Reinheiten erhalten. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Umsetzung sehr lange dauert und daß die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches recht aufwendig ist.Furthermore, from the recently published EP 694 541 A1 Process for the preparation of α-tocopherol by acid catalysis known condensation of TMH with a phytol, in which Carbonate ester; lower fatty acid esters, except methyl acetate and ethyl acetate; Mixtures of suitable hydrocarbons with C₁ to C₅ alkanols or mixtures of these hydrocarbons fen with lower fatty acid esters used as a solvent will. According to this method, α-tocopherol is in good yield and purity. The disadvantage of this method is that the implementation takes a very long time and that the processing of the Reaction mixture is quite complex.

Es war daher die Aufgabe der Erfindung das Verfahren zur Her stellung von d1-α-Tocopherol durch säurekatalysierte Umsetzung von TMH mit Phytol oder Isophytol so zu verbessern, daß die Nach teile des Standes der Technik überwunden werden, d. h. insbeson dere, daß man Lösungsmittel findet, in denen die Umsetzung mit guten Ausbeuten und so schnell erfolgt, daß eine kontinuierliche Verfahrensführung möglich wird und die Aufarbeitung auf einfache Weise erfolgen kann. Eine leichte Aufarbeitung und kontinuier liche Verfahrensführung sind dann möglich, wenn die Umsetzung ausreichend schnell erfolgt, wenn das Reaktionsprodukt leicht vom Reaktionsgemisch abgetrennt werden kann und wenn das noch un umgesetzte Ausgangsprodukte sowie den Katalysator enthaltende Lösungsmittel einfach in den Prozeß zurückgeführt werden kann.It was therefore the object of the invention to produce the process position of d1-α-tocopherol by acid-catalyzed reaction of TMH with phytol or isophytol so that the after parts of the prior art are overcome, d. H. especially dere that one finds solvents in which the reaction with good yields and so quickly that a continuous Process management becomes possible and the workup on simple Way can be done. An easy reappraisal and continuous Processes are possible if the implementation takes place sufficiently quickly if the reaction product is slightly from Reaction mixture can be separated and if that is still un converted starting products and those containing the catalyst Solvent can simply be recycled into the process.

Es war weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, ein Lösungsmittel zu finden, welches neben der kontinuierlichen Durchführung des Ver fahrens auch erlaubt, daß man mit sauren Katalysatoren arbeitet, die gute Ausbeuten liefern ohne korrosiv zu wirken oder das Abwasser stark zu belasten.It was also an object of the invention to provide a solvent find, which in addition to the continuous implementation of Ver driving also allows you to work with acid catalysts, which provide good yields without being corrosive or that Heavily polluting wastewater.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß 5-Ring-Lactone für die Umsetzung von TMH mit IP hervorragend als Lösemittel geeignet und überraschenderweise auch unter den Reaktionsbedingungen ausrei chend stabil sind.It has now surprisingly been found that 5-ring lactones for Implementation of TMH with IP ideally suited as a solvent and Surprisingly enough even under the reaction conditions are stable.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von d1-α-Tocopherol bzw. d1-α-Tocopherylacetat durch säurekatalysierte Umsetzung von 2,3,5-Trimethyl-hydrochinon (TMH) mit Phytol oder Isophytol (IP) in einem Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur und ggf. anschließende Veresterung des erhaltenen Tocopherols mit Acetanhydrid, das dadurch gekennzeich net ist, daß man die Umsetzung in einem gegebenenfalls substi tuierten Lacton der allgemeinen Formel IThe invention accordingly relates to a method for Production of d1-α-tocopherol or d1-α-tocopheryl acetate by acid-catalyzed conversion of 2,3,5-trimethyl-hydroquinone (TMH) with phytol or isophytol (IP) in a solvent elevated temperature and possibly subsequent esterification of the obtained tocopherols with acetic anhydride, which is characterized net is that the implementation in an optionally substi acted lactone of the general formula I.

in der R¹, R² und R³ für H; Methyl oder Ethyl, vorzugsweise für H oder Methyl stehen
und R⁴ für H, Methyl, Ethyl, Isopropyl, Phenyl oder Methoxymethyl, insbesondere für H, steht,
als Lösungsmittel bei Temperaturen von 50 bis 200°C, vorzugsweise 80 bis 180°C, durchführt. in which R¹, R² and R³ are H; Methyl or ethyl, preferably H or methyl
and R⁴ represents H, methyl, ethyl, isopropyl, phenyl or methoxymethyl, in particular H,
as a solvent at temperatures from 50 to 200 ° C, preferably 80 to 180 ° C.

Besonders vorteilhaft gestaltet sich das erfindungsgemäße Ver fahren wenn man die Umsetzung unter Abtrennen des bei der Reak tion gebildeten Wassers als Azeotrop mit einem geeigneten Kohlen wasserstoff durchführt und/oder wenn man die Umsetzung in Gegen wart einer Mischung aus ortho-Borsäure einerseits und Oxalsäure, Weinsäure oder Citronensäure andererseits, oder aber in Gegenwart von BF₃-Etherat als saurem Katalysator durchführt.The Ver according to the invention is particularly advantageous drive if you implement the disconnect at the reak tion formed water as an azeotrope with a suitable carbon carries out hydrogen and / or if the implementation in counter were a mixture of ortho-boric acid on the one hand and oxalic acid, Tartaric acid or citric acid, on the other hand, or in the presence of BF₃ etherate as an acid catalyst.

Als besonders geeignete 5-Ring-Lactone der Formel I seien γ-Butyrolacton, 3-Methyl-γ-butyrolacton, 3,4-Dimethyl-γ-butyro lacton, 4,5-Dimethyl-γ-butyrolacton und 5-Ethyl-γ-butyrolacton, insbesondere γ-Butyrolacton genannt.Particularly suitable 5-ring lactones of the formula I are γ-butyrolactone, 3-methyl-γ-butyrolactone, 3,4-dimethyl-γ-butyro lactone, 4,5-dimethyl-γ-butyrolactone and 5-ethyl-γ-butyrolactone, especially called γ-butyrolactone.

Die Herstellung von TMH und Phytol bzw. Isophytol ist bekannt und braucht daher nicht erörtert zu werden.The production of TMH and phytol or isophytol is known and therefore need not be discussed.

TMH und JP kann man in einem molaren Verhältnis von etwa 1 : 1 ein setzen, jedoch ist es auch möglich, einen der Reaktionspartner im Überschuß einzusetzen. Besonders gute Ausbeuten erzielt man, wenn man TMH und JP in einem molaren Verhältnis von etwa 1,5 zu 1 um setzt. Hierbei bleibt unumgesetztes TMH im Lösungsmittel und kann mit diesem zusammen erneut zur Umsetzung gebracht werden.TMH and JP can be in a molar ratio of about 1: 1 set, but it is also possible to use one of the reactants in the Use excess. Particularly good yields are obtained when TMH and JP in a molar ratio of about 1.5 to 1 µm puts. Here, unreacted TMH remains in the solvent and can can be implemented together with this.

Als saure Katalysatoren kommen prinzipiell alle aus dem Stand der Technik für die Umsetzung von TMH mit Phytol oder IP bekannten Katalysatoren in Betracht. Bevorzugt verwendet man natürlich solche Katalysatoren, die keine Korrosionsprobleme und/oder keine starke Belastung des Abwassers mit Metallionen oder anorganischen Säuren mit sich bringen und ausreichend stark sind, um die Um setzung ausreichend schnell durchzuführen.In principle, all acid catalysts come from the prior art Technique known for the implementation of TMH with Phytol or IP Catalysts into consideration. Of course, preference is given to using such catalysts that have no corrosion problems and / or none heavy pollution of the wastewater with metal ions or inorganic Bring acids with them and are sufficiently strong to setting sufficiently quickly.

Besonders vorteilhaft gestaltet sich das Verfahren, wenn man als sauren Katalysator ein Gemisch aus ortho-Borsäure einerseits mit Oxalsäure, Weinsäure oder Citronensäure andererseits verwendet. Die ortho-Borsäure bildet vermutlich mit den genannten Dicarbon säuren Komplexe, die die vorteilhafte Wirkung aufweisen.The process is particularly advantageous if one as acid catalyst using a mixture of ortho-boric acid on the one hand Oxalic acid, tartaric acid or citric acid, on the other hand, are used. The ortho-boric acid presumably forms with the dicarbon mentioned acid complexes that have the beneficial effect.

Die ortho-Borsäure und die genannten Di-carbonsäuren verwendet man mit Vorteil in einem molaren Verhältnis von etwa 1 : 1 bis 1 : 5, vorzugsweise etwa 1 : 2. Man verwendet dieses Gemisch in Mengen von etwa 0,1% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 4 Gew.-%, bezogen auf eingesetztes TMH.The ortho-boric acid and the di-carboxylic acids mentioned are used advantageously in a molar ratio of about 1: 1 to 1: 5, preferably about 1: 2. This mixture is used in amounts of about 0.1% to 10% by weight, preferably 0.5 to 4% by weight on the inserted TMH.

Bei Verwendung von BF₃-Etherat gelingt die Umsetzung gut mit Mengen von 0,5 bis 3, vorzugsweise 1 bis 1,5 Gew.-% BF₃ x C₂H₅ · OC₂H₅, bezogen auf TMH. Bei Verwendung von 10 Gew.-% BF₃-Etherat senkt eine starke Phytadienbildung die erzielbare Ausbeute; bei Verwendung von nur 0,1 Gew. -% wird kein Vitamin E mehr gebildet.When using BF₃ etherate, the reaction works well with Amounts of 0.5 to 3, preferably 1 to 1.5 wt .-% BF₃ x C₂H₅ · OC₂H₅, based on TMH. When using 10% by weight BF₃ etherate lowers a strong phytadiene formation the achievable Yield; if only 0.1% by weight is used, no vitamin E is obtained more educated.

Aber auch unter den Reaktionsbedingungen stabile saure Ionenaus tauscher, wie Amberlyte®15 können als Katalysator verwendet wer den.But acidic ions are also stable under the reaction conditions Exchangers such as Amberlyte®15 can be used as a catalyst the.

Die erfindungsgemäß verwendeten Lactone der Formel I sind durch katalytische Dehydrierung der entsprechenden Butandiole auch großtechnisch äußerst preiswert herstellbar. Sie weisen im allge meinen so hohe Siedepunkte auf, daß man unter Normaldruck pro blemlos Temperaturen von 170°C erreichen kann. Sie sind nicht toxisch, was für die Herstellung von Vitaminen sehr wesentlich ist, und sind gut biologisch abbaubar. Die Kondensation von TMH und IP wird in ihnen auch für eine kontinuierliche Verfahrens führung ausreichend beschleunigt. Nebenreaktionen, wie die Phyta dienbildung, werden in ihnen unterdrückt. Für die Aufarbeitung ist es wichtig, daß sich das relativ unpolare Vitamin E beim Ab kühlen des Reaktionsgemisches auf Temperaturen unter 50°C bereits weitgehend aus dem stark polaren 5-Ring-Lacton abscheidet. Da sich die Lactone der Formel I - im Gegensatz zu fast allen ande ren organischen Lösungsmitteln - nicht mit reinen aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie Heptan, Hexan oder Benzinen mischen, kann das Vitamin E - falls erforderlich - mit diesen aliphati schen Kohlenwasserstoffen auf einfache Weise vollständig aus dem Reaktionsgemisch extrahiert werden. Das bei der Reaktion gebil dete Wasser greift die 5-Ring-Lactone unter den Reaktions bedingungen überraschenderweise so wenig an, daß man es beispielsweise bei der Verwendung von γ-Butyrolacton für bis zu 10 Reaktionszyklen ohne jegliche Aufreinigung wieder verwenden kann (vgl. Beispiel 2). Das nach der Isolierung von Vitamin E abge trennte 5-Ring-Lacton kann mit neuem TMH ohne Ergänzung des sauren Katalysators in neue Reaktionszyklen eingespeist werden. Reste von nicht umgesetztem TMH bleiben dabei im Lösungsmittel und gehen so nicht verloren.The lactones of formula I used according to the invention are by Catalytic dehydrogenation of the corresponding butanediols, too Extremely inexpensive to produce on an industrial scale. They generally point mean so high boiling points that under normal pressure per can easily reach temperatures of 170 ° C. you are not toxic, which is very essential for the production of vitamins is, and are readily biodegradable. The condensation of TMH and IP is also used in them for a continuous process leadership accelerated sufficiently. Side reactions, like the Phyta service formation are suppressed in them. For the refurbishment it is important that the relatively non-polar vitamin E in the Ab already cool the reaction mixture to temperatures below 50 ° C largely deposits from the highly polar 5-ring lactone. There the lactones of formula I - in contrast to almost all others organic solvents - not with pure aliphatic Mix hydrocarbons such as heptane, hexane or petrol The vitamin E can - if necessary - with these aliphati hydrocarbons in a simple manner completely from the Reaction mixture are extracted. That was created during the reaction Water engages the 5-ring lactones under the reaction conditions surprisingly so little that you can for example when using γ-butyrolactone for up to 10 Reaction cycles can be used again without any purification (see example 2). Abge after the isolation of vitamin E. separated 5-ring lactone can be replaced with new TMH without the acid catalyst can be fed into new reaction cycles. Residues of unreacted TMH remain in the solvent and don't get lost.

Die Lactone der Formel I verwendet man im allgemeinen in Mengen von 0,2 bis 2 Litern, vorzugsweise 0,5 bis 1 Liter pro Mol TMH.The lactones of the formula I are generally used in quantities from 0.2 to 2 liters, preferably 0.5 to 1 liter per mole of TMH.

Die Reaktionstemperaturen betragen im allgemeinen je nach ver wendetem γ-Lacton, je nach Säurestärke und Säuremenge 50 bis 200°C, vorzugsweise 80 bis 180°C, insbesondere 120 bis 155°C.The reaction temperatures are generally depending on the ver turned γ-lactone, depending on the acid strength and amount 50 to 200 ° C, preferably 80 to 180 ° C, especially 120 to 155 ° C.

Zur Durchführung des Verfahrens geht man mit Vorteil so vor, daß man TMH und den sauren Katalysator in dem Lacton auf ca. 140 bis 160°C erhitzt und bei dieser Temperatur eine Lösung von IP in einem Lacton oder aber in einem Kohlenwasserstoff, wie Heptan, Toluol oder Xylol hinzutropft, wobei man mit Vorteil das bei der Reaktion gebildete Wasser azeotrop mit dem Kohlenwasserstoff ab destillieren läßt. Nach Beendigung der IP-Zugabe wird zur Ver vollständigung noch einige Zeit unter der Reaktionstemperatur nachgerührt. Die leicht gefärbte Reaktionslösung wird abgekühlt und mit einem aliphatischen Kohlenwasserstoff, wie Heptan, Hexan oder einem Benzin extrahiert und aus dem Extrakt das Vitamin E isoliert. Das abgetrennte γ-Lacton kann erneut verwendet werden. Bei Verwendung von reinen Ausgangsstoffen und Heptan als Extrak tionsmittel fällt das d1-α-Tocopherol im allgemeinen in sehr rei ner Form an. Es enthält allenfalls noch geringe Mengen Lösungs mittel, welche am vorteilhaftestens nach der Acetylierung destillativ mit entfernt werden.To carry out the process, it is advantageous to proceed in such a way that man TMH and the acid catalyst in the lactone to about 140 to 160 ° C heated and at this temperature a solution of IP in a lactone or in a hydrocarbon such as heptane, Toluene or xylene added dropwise, which is advantageous in the Reaction formed water azeotropically with the hydrocarbon can be distilled. After completion of the IP addition, Ver completion for some time below the reaction temperature stirred. The slightly colored reaction solution is cooled and with an aliphatic hydrocarbon such as heptane, hexane or a petrol and extract the vitamin E from the extract isolated. The separated γ-lactone can be used again. When using pure raw materials and heptane as an extract The d1-α-tocopherol is generally very pure shape. At most, it still contains small amounts of solution medium, which most advantageously after acetylation can also be removed by distillation.

Sollte ein Waschen des Roh-Tocopherols notwendig werden, so kann dieses beispielsweise mit verdünnter wäßriger NaOH-Lösung, mit einer Mischung aus Methanol und verdünnter wäßriger HCl und an schließend einer Mischung aus Methanol und einer verdünnten wäßrigen Natriumbicarbonatlösung erfolgen. Das so erhaltene Toco pherol kann entweder als solches isoliert oder aber in Form sei ner Hepanlösung oder in isolierter Form mit überschüssigem Acet anhydrid säurekatalysiert in Tocopherylacetat überführt werden und dann - gewünschtenfalls - durch fraktionierende Destillation unter stark vermindertem Druck gereinigt werden.If it is necessary to wash the raw tocopherol, it can this, for example with dilute aqueous NaOH solution, with a mixture of methanol and dilute aqueous HCl and closing a mixture of methanol and a dilute aqueous sodium bicarbonate solution. The toco obtained in this way pherol can either be isolated as such or be in shape ner hepan solution or in isolated form with excess acet anhydride acid-catalyzed be converted into tocopheryl acetate and then, if desired, by fractional distillation be cleaned under greatly reduced pressure.

Das Verfahren kann diskontinuierlich, aber auch kontinuierlich durchgeführt werden.The process can be carried out batchwise or continuously be performed.

Die kontinuierliche Ausführung der Reaktion erfolgt im allge meinen in einer Reaktionskolonne, in die man beispielsweise eine Mischung aus dem γ-Lacton , dem Katalysator, TMH und IP und ggf. einem Kohlenwasserstoff seitlich einspeist, den Kohlenwasserstoff und das gebildete Wasser am Kopf der Kolonne ab trennt und aus dem Sumpf heißes γ-Lacton und Vitamin E abzieht.The reaction is generally carried out continuously mean in a reaction column, in which one, for example, one Mixture of the γ-lactone, the catalyst, TMH and IP and possibly laterally feeding a hydrocarbon, the hydrocarbon and separates the water formed at the top of the column and from the Swamp hot γ-lactone and vitamin E deducts.

Zur Aufarbeitung wird das sich beim Abkühlen ausscheidende Toco pherol abgetrennt und/oder mit einem aliphatischen Kohlenwasser stoff extrahiert.The toco, which separates out on cooling, is used for processing pherol separated and / or with an aliphatic hydrocarbon extracted fabric.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann d1-α-Tocopherol bzw. sein Acetat auf sehr einfache und umweltfreundliche Weise in sehr guter Ausbeute und Reinheit auf kontinuierliche Weise herge stellt werden.With the aid of the method according to the invention, d1-α-tocopherol or its acetate in a very simple and environmentally friendly way very good yield and purity in a continuous manner be put.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern ohne sie einzuschränken. The following examples are intended to illustrate the invention without it restrict.

example 1

A) 22,8 g (0,15 mol) Trimethylhydrochinon (TMH) wurden mit 0,5 g einer Mischung aus 0,125 g ortho-Borsäure und 0,375 g Oxal säure (Molverhältnis 1/2) in 100 ml γ-Butyrolacton auf 150°C (Innentemperatur) erhitzt und hierzu bei 150°C innerhalb von 30 Minuten (min) eine Lösung von 30,0 g (0,1 mol) Isophytol (IP) in 100 ml Heptan zugetropft. Das Heptan destillierte zu sammen mit dem bei der Reaktion gebildeten Wassers spontan azeotrop ab. Nach Zulaufende wurde noch 30 min bei 150°C ge rührt. Die leicht gefärbte Lösung wurde auf 30°C abgekühlt und 2 × mit je 100 ml Heptan extrahiert. Durch Abdestillieren von Heptan wurden 41,6 g reines Tocopherol isoliert. Dies entspricht einer Ausbeute von 96% der Theorie, bezogen auf eingesetztes Isophytol. Die bei dieser Extraktion abgetrennte Unterphase enthielt neben γ-Butyrolacton noch den sauren Ka talysator sowie Restmengen an Heptan und wurde so erneut als Lösungsmittel verwendet.A) 22.8 g (0.15 mol) of trimethylhydroquinone (TMH) was mixed with 0.5 g a mixture of 0.125 g ortho-boric acid and 0.375 g oxal acid (molar ratio 1/2) in 100 ml γ-butyrolactone at 150 ° C (Internal temperature) heated and at 150 ° C within 30 minutes (min) of a solution of 30.0 g (0.1 mol) of isophytol (IP) added dropwise in 100 ml of heptane. The heptane distilled together with the water formed during the reaction spontaneously azeotropically. After the end of the feed, ge was still at 150 ° C for 30 min stirs. The slightly colored solution was cooled to 30 ° C and extracted 2 × with 100 ml of heptane each. By distilling off 41.6 g of pure tocopherol were isolated from heptane. This corresponds to a yield of 96% of theory, based on Isophytol used. The one separated in this extraction In addition to γ-butyrolactone, the lower phase also contained the acidic Ka Talysator and residual amounts of heptane and was again as Solvent used.

B) In die gemäß Beispiel 1A als Unterphase abgetrennte γ-Butyro lacton-Lösung wurden 15,2 g TMH eingetragen und die Lösung auf 150°C (Innentemperatur) erhitzt. Zu dieser Lösung wurde innerhalb von 30 min eine Lösung von 29,9 g IP in 100 ml Heptan eingetragen und gleichzeitig Heptan und Wasser azeotrop abdestilliert. Anschließend wurde noch 30 min bei 150°C gerührt, dann auf 30°C abgekühlt und das gebildete Toco pherol analog A isoliert. Man erhielt 41,0 g reines Toco pherol entsprechend einer Ausbeute von 95% der Theorie, bezogen auf eingesetztes IP.B) In the γ-butyro separated as the lower phase according to Example 1A lactone solution, 15.2 g of TMH were added and the solution heated to 150 ° C (internal temperature). This solution became a solution of 29.9 g IP in 100 ml within 30 min Heptane registered and simultaneously heptane and water distilled off azeotropically. Then was at 30 minutes Stirred 150 ° C, then cooled to 30 ° C and the toco formed pherol analog A isolated. 41.0 g of pure toco were obtained pherol corresponding to a yield of 95% of theory, based on IP used.

C) Das erhaltene Tocopherol wurde anschließend mit Acetanhydrid verestert.C) The tocopherol obtained was then treated with acetic anhydride esterified.

Example 2

22,8 g (0,15 mol) TMH und 0,5 g einer Mischung aus 0,125 g ortho- Borsäure und 0,375 g Oxalsäure (Molverhältnis 1 : 2) wurden zusam men in 100 ml γ-Butyrolacton gelöst und die Lösung auf 150°C er hitzt. Anschließend pumpte man innerhalb von 30 min gleichmäßig eine Lösung von 30 g (0,1 mol) IP in 100 ml Heptan zu. Das gebil dete Wasser destillierte spontan azeotrop mit dem Heptan ab. Man rührte noch 30 min bei 150°C, kühlte dann auf 20°C ab und extra hierte dann mit 100 ml Heptan. Durch Einengen der unpolaren Ober phase (Heptan/Tocopherol) erhielt man das Tocopherol als Rück stand. Die Ausbeuteangaben beziehen sich auf eingesetztes IP. 22.8 g (0.15 mol) TMH and 0.5 g of a mixture of 0.125 g ortho- Boric acid and 0.375 g oxalic acid (molar ratio 1: 2) were combined men dissolved in 100 ml of γ-butyrolactone and the solution to 150 ° C is heating. The pump was then pumped uniformly within 30 minutes a solution of 30 g (0.1 mol) IP in 100 ml heptane. The born Detached water spontaneously distilled off azeotropically with the heptane. Man stirred for a further 30 min at 150 ° C, then cooled to 20 ° C and extra then treated with 100 ml of heptane. By narrowing the non-polar upper phase (heptane / tocopherol), the tocopherol was obtained as the back was standing. The yield information relates to the IP used.

Das nicht umgesetzte TMH blieb im γ-Butyrolacton gelöst und konnte nach Ergänzen mit 15,2 g frischem TMH und 0,1 g frischer Säure mischung (20% der ursprünglichen Menge) erneut auf die oben be schriebene Weise umgesetzt werden.The unreacted TMH remained dissolved in the γ-butyrolactone and was able to after supplementing with 15.2 g fresh TMH and 0.1 g fresh acid mix (20% of the original amount) again on the above written way to be implemented.

Auf diese Weise wurde das γ-Butyrolacton neunmal ohne Zwischenrei nigung als Lösungsmittel eingesetzt. Das zum Schluß noch vorhan dene restliche TMH wurde zum Abschluß ohne weitere Zusätze mit 10,5 g IP zu d1-α-Tocopherol umgesetzt und mit 100 ml Heptan ex trahiert.In this way, the γ-butyrolactone was nine times without intermediate used as a solvent. That still exists at the end the remaining TMH was concluded with no further additions 10.5 g of IP converted to d1-α-tocopherol and ex with 100 ml of heptane trahed.

Die Gesamtausbeute über alle 11 Umsetzungen betrug 95% der Theo rie, bezogen auf eingesetztes IP.The overall yield over all 11 reactions was 95% of the Theo rie, based on the IP used.

Dieses Beispiel zeigt, daß die Umsetzung sehr vorteilhaft auch kontinuierlich durchgeführt werden kann, wobei man kontinuierlich 10% der Unterphase in eine Reinigungsstufe führen würde.This example shows that the implementation is also very advantageous can be carried out continuously, continuously 10% of the lower phase would lead to a cleaning stage.

Example 3

152 g (1 mol) TMH und 100 g ZnCl₂ wurden in 500 ml γ-Butyrolacton suspendiert, die Lösung auf 80°C erhitzt und mit 15 ml konzen trierter HCl versetzt. Dann pumpte man innerhalb von 30 min 304 g IP zu. Anschließend erhitzte man noch 30 min auf 90°C unter Rühren und ließ dann auf 20°C abkühlen. Durch zweimaliges Extrahieren mit je 500 ml Heptan und Einengen der gereinigten Heptanphasen wurden 414 g reines d1-α-Tocopherol erhalten.152 g (1 mol) of TMH and 100 g of ZnCl₂ were in 500 ml of γ-butyrolactone suspended, the solution heated to 80 ° C and concentrated with 15 ml trated HCl added. Then 304 g was pumped within 30 minutes IP too. The mixture was then heated to 90 ° C. for 30 minutes with stirring and then allowed to cool to 20 ° C. By extracting twice with 500 ml of heptane and concentration of the purified heptane phases were each 414 g of pure d1-α-tocopherol obtained.

Die Ausbeute betrug somit 96%, bezogen auf eingesetztes JP.The yield was therefore 96%, based on the JP used.

Example 4

22,8 g TMH wurden zusammen mit 0,3 g der in Beispiel 1 beschrie benen Säuremischung in 80 ml 3-Methyl-γ-butyrolacton auf 140°C er hitzt. Innerhalb von 60 min wurde eine Lösung von 30 g IP in 100 ml Heptan unter Abdestillieren eines Wasser-Heptan-Azeotrops zugefügt. Anschließend wurde noch 10 min bei 140°C gerührt, dann abgekühlt und mit 50 ml Heptan extrahiert. Durch Abtrennen und Einengen der Oberphase erhielt man 44 g Rückstand enthaltend 415 g Tocopherol neben Lösungsmittelresten, entsprechend einer Ausbeute von 96% der Theorie, bezogen auf eingesetztes IP.22.8 g of TMH were described together with 0.3 g of that in Example 1 benen acid mixture in 80 ml of 3-methyl-γ-butyrolactone at 140 ° C is heating. A solution of 30 g IP in 100 ml of heptane while distilling off a water-heptane azeotrope added. The mixture was then stirred for a further 10 min at 140 ° C., then cooled and extracted with 50 ml of heptane. By separating and Concentration of the upper phase was obtained containing 44 g of residue 415 g tocopherol in addition to solvent residues, corresponding to one Yield of 96% of theory, based on the IP used.

Claims

1. Process for the preparation of d1-α-tocopherol or d1-α-tocopheryl acetate by acid-catalyzed reaction of 2,3,5-tri methyl hydroquinone with phytol or isophytol in a solvent at elevated temperature and, if appropriate, subsequent esterification of the resultant Tocopherols with acetic anhydride, characterized in that the reaction in an optionally substituted lactone of the general formula I in which R¹, R² and R³ are H; Methyl or ethyl, preferably H or methyl
and R⁴ represents H, methyl, ethyl, isopropyl, phenyl or methoxymethyl,
performs as a solvent at temperatures of 50 to 200 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that one the reaction with separation of the formed during the reaction Water as an azeotrope with a suitable hydrocarbon carries out.

3. The method according to claim 1, characterized in that one the reaction in the presence of a mixture of ortho-boric acid on the one hand and oxalic acid, tartaric acid or citric acid on the other hand, or in the presence of BF₃ etherate as sau Rem carries out catalyst.

4. The method according to claim 1, characterized in that the conversion into γ-butyrolactone, 3-methyl-butyrolactone, 3,4-dimethyl-γ-butyrolactone, 4,5-dimethyl-γ-butyrolactone or 5-ethyl-γ-butyrolactone as a solvent.

5. The method according to claim 1, characterized in that the reaction in γ-butyrolactone is carried out as a solvent.

6. The method according to claim 1, characterized in that one the reaction is carried out at temperatures from 80 to 180 ° C.

7. The method according to claim 1, characterized in that one the reaction in the presence of a mixture of ortho- Boric acid on the one hand and oxalic acid, tartaric acid or lemon acid on the other hand in a molar ratio of about 1: 1 to 1: 5, preferably about 1: 2.

8. The method according to claim 3, characterized in that one the reaction in the presence of 0.5 to 3% by weight of BF₃ etherate, based on trimethylhydroquinone used as acid Performs catalyst.

9. The method according to claim 3, characterized in that the reaction in the presence of 0.1 to 10 wt .-% of a Mixture of ortho-boric acid and oxalic acid, tartaric acid or Citric acid, based on the trimethylhydroquinone used carries out.

10. The method according to claim 1, characterized in that 2,3,5-trimethyl hydroquinone and isophytol in one molar Ratio of about 1.5 to 1.

11. The method according to claim 1, characterized in that that when cooling the reaction mixture as the upper phase separating tocopherol and / or the reaction mix with a suitable aliphatic hydrocarbon extracted and isolated by distillation and the separated, possibly excess trimethylhydroquinone and acid catalyze lactator containing formula I again as a solution medium used.

12. The method according to claim 1, characterized in that one carries out the implementation continuously.