Способ получения полиалкиленгликолевых эфиров -токоферола

Способ получения полиалкиленгликолевых эфиров -токоферола

Реферат

Изобретение относится к химической технологии, в частности оно касается получения водорастворимых производных α-токоферола (витамина Е) и может найти применение в косметологии, медицине и пищевой промышленности.

Витамин Е входит в состав дерматологических и косметических композиций. Препараты на его основе обладают антиоксидантными, противовоспалительными и антиаллергенными свойствами. Витамин Е относится к жирорастворимым витаминам, усвоение его организмом человека или животного затруднено. ("Химическая энциклопедия". Москва, Изд-во «Советская энциклопедия», 1988 г., стр.748).

Известен способ получения водорастворимых полиэтиленгликолевых эфиров α-токоферола взаимодействием сложного эфира α-токоферола с окисью этилена в присутствии щелочи или кислоты Льюиса при температуре 120-180°С и давлении 1-8 атм при избытке окиси этилена. (Патент США 5235073, кл. С07D 311/72, 10.08.1993.) Недостатком этого способа является наличие значительного количества водорастворимых примесей, отделение которых от готового продукта связано с определенными трудностями.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения полиалкиленгликолевых эфиров α-токоферола формулы 1, который бы обеспечил получение продукта, не содержащего неорганических примесей:

где R-α-токоферол;

R₁=-СН₂СН₂O-;

R₂=-СН(СН₃)СН₂O-;

n+p=30-150;

m=2-50.

Поставленная задача решается тем, что полиалкиленгликолевые эфиры α-токоферола формулы 1 получают взаимодействием ацетата α-токоферола со щелочью и окисью этилена или пропилена при температуре 100-175°С и давлении 1-5 атм, причем процесс проводят в две стадии: на первой стадии осуществляют взаимодействие ацетата α-токоферола с окисью этилена или окисью пропилена, используя окись в количестве 2-10 молей на 1 моль ацетата α-токоферола, полученный продукт выделяют, на второй стадии выделенное промежуточное соединение дополнительно оксиалкилируют окисью этилена и/или окисью пропилена в присутствии щелочи.

Поставленная задача решается также тем, что на первой стадии при выделении промежуточного соединения используют органический растворитель.

При использовании на первой стадии окиси алкилена в количестве менее 2 молей промежуточный продукт содержит значительное количество исходного ацетата α-токоферола, а при использовании окиси алкилена в количестве более 10 молей промежуточный продукт частично растворяется в используемых растворителях, что увеличивает потери.

При температуре ниже 100°С реакция оксиалкилирования не идет, а при повышении температуры выше 175°С образуются интенсивно окрашенные побочные вещества, загрязняющие готовый продукт. Давление ниже 1 атм не позволяет создать необходимую для начала реакции концентрацию окиси этилена/окиси пропилена в реакционной массе, а при давлении выше 5 атм оксиалкилирование протекает с большой скоростью, выделяется большое количество тепла, реакционная масса перегревается, качество готового продукта ухудшается.

Технический результат, который может быть достигнут при использовании данного изобретения, заключается в том, что предлагаемый способ обеспечивает получение водорастворимых полиалкиленгликолевых эфиров α-токоферола, не содержащих неорганические примеси.

Нижеприведенные примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение.

Пример 1.

В автоклав вместимостью 1 литр загружают 146 г α-токоферол ацетата и 18 г едкого калия. Реакционную смесь нагревают до 140-150°С и подают окись этилена в количестве 68,4 г с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы оставалась в тех же пределах, а давление не превышало 1-3 атм. После добавления всей окиси этилена реакционную массу охлаждают до 70°С и выгружают продукт в количестве 220 г. Реакционная масса представляет собой густую светло-коричневую жидкость с кристаллическим осадком.

Полученный продукт растворяют в 300 мл абс. этилового эфира и фильтруют. Растворитель отгоняют на ротоционном испарителе. Получают 190 г промежуточного продукта полиэтиленгликолевого эфира α-токоферола (в химической формуле n=5, m=0), представляющего собой прозрачную вязкую жидкость желтого цвета.

Пример 2.

В автоклав вместимостью 1 литр загружают 145 г полиэтиленгликолевого эфира α-токоферола по примеру 1, 0,5 г едкого калия, нагревают до 140-150°С и подают 61,05 г окиси пропилена с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы оставалась в тех же пределах, а давление не превышало 3 атм, а затем при тех же условиях загружают 159,05 г окиси этилена.

По окончании процесса продукт выгружают при температуре 70°С. Получают 310 г эфира α-токоферола с блок-сополимером окиси этилена и окиси пропилена (в химической формуле n=5, m=7, р=35). Выход 85% от теоретического.

Примеры 3÷5.

Процесс проводят в условиях примера 2, меняя загрузки окиси этилена и окиси пропилена, получают соединения, которые приведены в таблице 1.

Пример 6.

В автоклав вместимостью 1 литр загружают 29,2 г полиэтиленгликолевого эфира α-токоферола, полученного в условиях примера 1, 0,5 г едкого калия, нагревают до 140-150°С и подают 50,6 г окиси этилена, а затем 133,4 г окиси пропилена с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы оставалась в тех же пределах, а давление не превышало 5 атм, а затем при тех же условиях загружают 243,2 г окиси этилена.

По окончании процесса продукт выгружают при температуре 70°С. Получают 410 г эфира α-токоферола с блок-сополимером окиси этилена и окиси пропилена (в химической формуле n=30, m=50, р=120). Выход 90% от теоретического.

Примеры 7÷8.

Процесс проводят в условиях примера 6, меняя загрузки окиси этилена и окиси пропилена, получают соединения, которые приведены в таблице 1.

Пример 9.

В автоклав емкостью 1 литр загружают 586 г α-токоферол ацетата и 72,47 г едкого калия. Нагревают реакционную смесь до 140-150°С и подают окись пропилена в количестве 144,09 г с такой скоростью, чтобы температура оставалась в тех же пределах, а давление не превышало 3 атм.

После добавления окиси пропилена реакционную массу охлаждают до 70°С и выгружают. Получают 792 г продукта, представляющего собой вязкую массу желтого цвета с осадком.

Полученный продукт растворяют в 800 мл безводного ацетона и фильтруют. Растворитель отгоняют на ротационном испарителе. Получают 760 г полипропиленгликолевого эфира α-токоферола (в химической формуле n=0, m=2, р=0), представляющего собой прозрачную вязкую жидкость желтого цвета.

Пример 10.

В автоклав вместимостью 1 литр загружают 145,6 г очищенного полипропиленгликолевого эфира α-токоферола по примеру 9,

0,5 г едкого калия, нагревают до 140-150°С и подают 248 г окиси этилена с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы оставалась в тех же пределах, а давление не превышало 3 атм. После добавления окиси этилена реакционную массу охлаждают до 70°С и выгружают. Получают 346 г полиалкиленгликолевого эфира α-токоферола (в химической формуле n=0, m=2, р=30). Выход 98%.

Примеры 11÷12.

Процесс проводят в условиях примера 10, меняя загрузки окиси этилена и окиси пропилена, получают соединения, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1
Синтез полиалкиленгликолевых эфиров α-токоферола
	Загружено	Соотношение окись этилена: окись пропилена в готовом продукте
№	ПЭГ- токоферола по примеру 1, мол.масса 633	Окись этилена, мол.масса 44,05	Окись пропилена, мол.масса 58,03	Окись этилена
п/п	Г	г-моль	n	m	p	n	m	p
г	г-моль	г	г-моль	г	г-моль
2	145,6	0,23	-	-	93,4	1,61	354,6	8,05	5	7	35
3	145,6	0,23	-	-	106,7	1,84	354,6	8,05	5	8	35
4	145,6	0,23	-	-	106,7	1,84	506,6	11,5	5	8	50
5	76,0	0,12	-	-	55,7	0,96	607,9	13,8	5	8	115
6	29,2	0,046	50,6	1,15	133,4	2,30	243,2	5,52	30	50	120
7	145,6	0,23	81,0	1,84	13,4	0,23	-	-	40	5	0
8	29,2	0,046	86,3	1,96	32,6	0,56	6,2	0,14	70	20	5
9	ППГ-токоферола по примеру 9, мол.масса 528,8	n	m	p	n	m	p
10	121,6	0.23	-	-	106,8	1,84	405,3	9,2	0	10	40
11	95,2	0,18	-	-	135,8	2,34	634,2	14,4	0	15	80
12	121,6	0,23	-	-	-	-	303,9	6,9	0	2	30

Физико-химические свойства синтезированных соединений приведены в таблице 2.

Таблица 2
Физико-химические свойства полиалкиленгликолевых эфиров α-токоферола
№п/п	Внешний вид 10%-ного водного раствора	Т.помут. °С 1%-ного раствора	Т.пл.°С	Пенообразующая способность (высота столба пены, мм)
2	вязкий, светло-желтый.	67-68	38-39	15
3	вязкий, светло-желтый	42,5-43	43-44	7
4	прозрачный, светло-желтый.	61	52-53	17
5	вязкий, светло-желтый	87 в 5%-ном р-ре NaCl	34-49	20
6	вязкий, светло-желтый	90 в 5%-ном р-ре NaCl	37-51	15
7	вязкий, светло-желтый	39-41	33-36	нет
8	прозрачный, светло-желтый	86 в 5%-ном р-ре NaCl	38-49	25
10	вязкий, желтый, опалесцирующий	60-61 в воде 50-52 в 5%-ном р-ре NaCl	37-48	нет
11	прозрачный, светло-желтый	84 в 5%-ном р-peNaCl	35-46	10
12	вязкий, светло-желтый	40-41 в воде 35-36 в 5%-ном р-ре NaCl	34-44	нет
Образец по прототипу	вязкий, прозрачный, светло-желтый,	90-92 в 5%-ном р-ре NaCl	43-48	50устойчивая пена

Таким образом, предложенное изобретение позволяет получить водорастворимые полиалкиленгликолевые эфиры α-токоферола, не содержащие неорганические примеси.

1. Способ получения полиалкиленгликолевых эфиров α-токоферола общей формулы где R=α-токоферол,R₁=-CH₂CH₂O-,R₂=-CH(CH₃)CH₂O-,n+p=30-150,m=2-50,включающий взаимодействие ацетата α-токоферола со щелочью и окисью этилена или окисью пропилена при температуре 100-175°С и давлении 1-5 атм, заключающийся в том, что процесс проводят в две стадии: на первой стадии осуществляют взаимодействие ацетата токоферола со щелочью и окисью этилена или окисью пропилена, используя окись в количестве 2-10 молей на 1 моль ацетата α-токоферола, полученный продукт выделяют, на второй стадии выделенный промежуточный продукт оксиалкилируют окисью этилена и/или окисью пропилена в присутствии щелочи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой стадии используют органический растворитель для выделения продукта реакции.