一種高純度Vc-2-單磷酸酯鈉的制備方法以及由此制備的高純度Vc-2-單磷酸酯鈉產(chǎn)品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是維生素C衍生物制備領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明是一種Vc-2-單磷酸酯鈉的制備方法。本發(fā)明采用過量的維生素C鹽與偏磷酸鹽反應(yīng)，通過離子交換、析出、溶解和再析出而制備出高純度的維生素C-2-單磷酸鈉產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]Vc-2-單磷酸酯鈉是一種對維生素C分子碳鏈上的2位C進行穩(wěn)定性保護的衍生物。它的出現(xiàn)是為了提高維生素C的穩(wěn)定性，同時也增加了它的親水性能。它能夠在自然界中緩慢降解而釋放出維生素C。同時其無定形產(chǎn)物具有很強的引濕性。從而，它成為穩(wěn)定型的維生素C強化劑，化妝品保溫劑、增白劑，有很大的應(yīng)用范圍。
[0003]目前針對Vc-2-單磷酸酯這種產(chǎn)品已經(jīng)有了較多的專利，但大部分專利所得的產(chǎn)物其Vc-2-單磷酸酯比例較低，或者工藝中需要用到環(huán)保處理較難的助劑，或者生產(chǎn)該產(chǎn)品需要專用設(shè)備才能達到工藝條件，或者分離雜質(zhì)提純需要用到色譜分離這一高成本技術(shù)。主要相關(guān)專利有:CN20 1220487644.4、CN200810135562.1、CN2004100 12588.9、CN98105706.3。
[0004]因此，存在對合成更高比例的Vc-2-單磷酸酯的合成方法的需要，也存在使用環(huán)保友好型助劑的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明人研究了維生素C酯化反應(yīng)的反應(yīng)特點，舍棄了以往磷酸基團過量的常規(guī)方法，提出了維生素C過量進行酯化反應(yīng)的方案。發(fā)現(xiàn)將過量的維生素C作為反應(yīng)物，與三偏磷酸酯鈉進行反應(yīng)，其產(chǎn)物中的Vc-2-單磷酸酯比例較高。
[0006]本發(fā)明提供一種高純度Vc-2-單磷酸酯鈉的制備方法，其特征是按以下工藝步驟:首先將維生素C鈉鹽溶解于水，加入三偏磷酸鈉和氫氧化鈣進行磷酯化反應(yīng)，控制體系反應(yīng)溫度和pH的條件下得到較高比例Vc-2-單磷酸酯、較低比例Vc-2-二聚磷酸酯、Vc-2-三聚磷酸酯的酯化液；
然后將酯化液進行稀釋，用強酸性陽離子樹脂進行離子交換，交換液用氫氧化鈉濃溶液中和，得到高比例Vc-2-單磷酸酯鈉水溶液，再經(jīng)濃縮、甲醇析出晶體、固液分離并用水甲醇溶液洗晶，得到Vc-2-單磷酸酯鈉粗品，粗品經(jīng)過重結(jié)晶后，得到高純度Vc-2-單磷酸酯鈉成品。
[0007]其中，磷酯化反應(yīng)中使用過量的維生素C鈉鹽與三偏磷酸鈉反應(yīng)，維生素C鈉鹽與三偏磷酸鈉的摩爾比為1.10?1.15:1，以維生素C鈉鹽的摩爾數(shù)比三偏磷酸鈉中的磷酸基團計算。
[0008]優(yōu)選地，同時加入氫氧化鈣和三偏磷酸鈉開始酯化反應(yīng)。
[0009 ]優(yōu)選地，在酯化反應(yīng)結(jié)束后加水稀釋，控制體系總固含量范圍為10%?15%。
[0010]優(yōu)選地，中和交換液的氫氧化鈉濃水溶液的濃度為30?40%。為質(zhì)量百分比濃度。
[0011]優(yōu)選地，將氫氧化鈉中和過的Vc-2-單磷酸酯鈉水溶液進行濃縮，濃縮終點為Vc-2-單磷酸酯鈉含量達12%?20%。為質(zhì)量百分比濃度。
[0012]優(yōu)選地，到達濃縮終點的Vc-2-單磷酸酯鈉濃縮液，加入0.3?1.0倍體積的甲醇析出晶體，結(jié)晶時間為2?10小時。
[0013]優(yōu)選地，用于固液分離時洗晶的水甲醇溶液(也叫甲醇溶液)中水與甲醇的比例為1:1?1:2。為體積比。
[0014]優(yōu)選地，在粗品Vc-2-單磷酸酯鈉重結(jié)晶中，將粗品溶解于水，控制濃度在10%?20%(質(zhì)量百分比濃度)，然后將其在攪拌狀態(tài)下緩慢加入2?5倍體積的甲醇中析出晶體。
[0015]本發(fā)明的第一個方面是提供了一種制備高含量Vc-2-單磷酸酯的混合物產(chǎn)品的酯化方法。其特點在于，使用的過量維生素C與三偏磷酸酯鈉進行反應(yīng)。
[0016]維生素C的過量使用，是指維生素C與三偏磷酸酯鈉中的磷酸基團的摩爾比大于1。優(yōu)選地，維生素C與三偏磷酸酯鈉中的磷酸基團的摩爾比為1.1-1.15:1。
[0017]采用過低的反應(yīng)物摩爾比，形成的反應(yīng)產(chǎn)物混合物中，Vc-2_單磷酸酯比例優(yōu)勢不明顯;采用過高的反應(yīng)物摩爾比，造成維生素C的殘留，同樣也導(dǎo)致Vc-2-單磷酸酯比例優(yōu)勢不明顯。
[0018]維生素C與三偏磷酸酯鈉中的磷酸基團的摩爾比可以是1.1:1,1.11:1,1.12:1,1.13:1，1.14:1，1.15:1。也可以是任何一個在這些數(shù)值之間的比例，例如1.111:1。
[0019]本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn):各成分中對其后來純化影響最大的是Vc-2-單磷酸酯以外的其它Vc-2-多磷酸酯，它們分子結(jié)構(gòu)相似，所以物化性能也相似，較難分離。至于反應(yīng)殘余的Vc，雖然它的比例也較大，但它及它的降解產(chǎn)物的鈉鹽其在水甲醇中(即甲醇的水溶液)的溶解度都較大，可以在現(xiàn)有的工藝中較容易地去除。所以，在上述維生素C與三偏磷酸酯鈉中的磷酸基團的摩爾比的范圍內(nèi)，考慮到生產(chǎn)上的易操作性，優(yōu)選地，維生素C的過量可以采用上述范圍的高值端。
[0020]本申請的發(fā)明人注意到:在采用上述反應(yīng)物比例下，溫度對產(chǎn)物混合物的成分影響較大。因此，優(yōu)選地，在酯化方法中，控制溫度，以便獲得期望的產(chǎn)物混合物。
[0021]溫度控制特點可以采取前期較低溫度，逐漸升高到較高溫度。比如前期為45°C，后期為60°C。
[0022]pH值在后期應(yīng)控制在堿性條件下。
[0023]本發(fā)明的第二個方面是提供了一種制備高純度Vc-2-單磷酸酯產(chǎn)品的方法。
[0024]本發(fā)明人注意到酯化反應(yīng)產(chǎn)物是混合物，從其中獲得高純度Vc-2-單磷酸酯鈉是一個技術(shù)難點。
[0025]本發(fā)明針對提取高純度Vc-2-單磷酸酯鈉的難點，利用本酯化反應(yīng)的特點，通過減少三偏磷酸酯鈉用量的方法使得主反應(yīng)酯化反應(yīng)在反應(yīng)終點時減少難以從Vc-2-單磷酸酯中分離的Vc-2-二磷酸酯、Vc-2-三磷酸酯的比例，從而降低后續(xù)提純過程的工藝設(shè)計難度，本發(fā)明所采用的投料比例是前所未有的維生素C過量10%?15%，而不是通常的等當(dāng)量至三偏磷酸鈉過量50%。這里系摩爾比過量的百分率。
[0026]而在有了前述條件的基礎(chǔ)上，在產(chǎn)品提純階段，就設(shè)計了目前未有人采用的甲醇析出、分離、重結(jié)晶的最普通的提取工藝。在酯化反應(yīng)結(jié)束后首先將反應(yīng)終點體系加水稀釋，然后通過Η狀態(tài)下的強酸陽離子交換樹脂柱進行金屬離子去除的處理，再用濃度30?40%的氫氧化鈉水溶液進行中和，下面接著是將中和好的低濃度Vc-2-單磷酸酯鈉水溶液進行濃縮，至Vc-2-單磷酸酯鈉含量達12%?20%時停止?jié)饪s，然后向其中加入0.3?1.0倍的甲醇，并在中途加入少量Vc-2-單磷酸酯鈉固體作為析出晶種，然后繼續(xù)攪拌2?10小時使Vc-2-單磷酸酯鈉充分析出，再分離去除其中的母液，并用0.5?2.0倍的1:1?1:2水甲醇洗滌固體，得到粗品Vc-2-單磷酸酯鈉。然后將粗品Vc-2-單磷酸酯鈉溶于水配得濃度在10%?20%的Vc-2-單磷酸酯鈉水溶液，然后將其在攪拌狀態(tài)下緩慢加入2?5倍甲醇中析出，最后分離母液得到濕成品，再真空干燥得成品。
[0027]本發(fā)明提供的高純度Vc-2-單磷酸酯產(chǎn)品的制備方法的特點在于，使用過量維生素C與三偏磷酸酯鈉進行反應(yīng)，制得Vc-2-單磷酸酯占絕對優(yōu)勢比例的酯化混合物，從該混合物中通過添加有機物質(zhì)沉淀出Vc-2-單磷酸酯的粗產(chǎn)品。
[0028]優(yōu)選地，在有機物沉淀之前，通過使用離子交換，去除金屬離子。
[0029]優(yōu)選地，在有機物沉淀之后，對Vc-2-單磷酸酯產(chǎn)品進行重結(jié)晶，從而制備出高純度Vc-2-單磷酸酯終產(chǎn)品。
[0030]在本發(fā)明中，提純工序中洗滌用的水甲醇比例及用量是可變的，可以根據(jù)實際的中間體粗品Vc-2-單磷酸酯鈉含量來確定。
[0031]重結(jié)晶工序在對成品色澤及Vc-2-單磷酸酯鈉含量的要求不是太高的情況下可以不進行。
[0032]粗品Vc-2-單磷酸酯鈉中的Vc-2-單磷酸酯鈉含量就已經(jīng)可以達到95%以上，但此時重結(jié)晶工序中的脫水甲醇還是需要提到粗品制備的水甲醇洗滌后，不然在干燥時會出現(xiàn)大量的結(jié)塊現(xiàn)象，明顯影響成品的外觀。
[0033]本發(fā)明的第三個方面是提供了Vc-2-單磷酸酯鈉產(chǎn)品，包括Vc-2-單磷酸酯鈉的粗產(chǎn)品，高純度Vc-2-單磷酸酯鈉終產(chǎn)品等。
[0034]本發(fā)明通過使用過量維生素C作為反應(yīng)物進行酯化反應(yīng)，通過使用簡單的提取方法，得到了各種Vc-2-單磷酸酯鈉產(chǎn)品。
[0035]Vc-2-單磷酸酯鈉產(chǎn)品的高純度是為了減少Vc-2-二磷酸酯鈉和Vc-2-三磷酸酯鈉的比例，這兩種副產(chǎn)物的生物利用度要略低，且在它們降解出抗壞血酸的過程中會引起環(huán)境的pH值下降，特別是在用于化妝品時這是要盡可能避免的。
[0036]本發(fā)明被總結(jié)為上述三個方面。實際上，基于本發(fā)明思想和精神，對本發(fā)明進行利用，或者將本發(fā)明與其他已知的維生素C衍生物制備方法結(jié)合，將產(chǎn)生這里沒有明確描述的變化，這些也在本發(fā)明之內(nèi)。
[0037]為了對本發(fā)明有一個清楚的理解，本發(fā)明的發(fā)明人進一步描述本發(fā)明與CN201220487644.4、CN200810135562.UCN200410012588.9、CN98105706.3之間的區(qū)別。
[0038]CN201220487644.4是用專用設(shè)備來進行反應(yīng)并用動態(tài)膜