[发明专利]一种电化学催化合成维生素A醋酸酯的方法

说明书

本发明公开了一种电化学催化合成维生素A醋酸酯的方法，利用气相沉积法在金属氧化物上包裹石墨，将制备所得的高导电性能C/Msubgt;x/subgt;Osubgt;y/subgt;@M作为阳极电极材料，以碳纳米棒作为阴极电极材料，在外加电能作用下，将原料乙烯基紫罗兰与含膦有机物在阴极室发生成盐反应后，所得产物与五碳醛在阳极室发生wittig反应制备出维生素A醋酸酯，实现了wittig反应的高性能改性，一步法生成维生素A醋酸酯。本发明的方法具有产品纯度高，绿色环保，无需大量酸碱催化剂，废水产生极少等优点。

技术领域

本发明属于电化学催化合成技术领域，具体涉及一种电化学催化合成维生素A醋酸酯的方法。

背景技术

维生素A醋酸酯是一种用于药物和化妆品、食品和食品补充剂、动物营养饲料添加剂等领域的重要物质，具有维持视觉功能、维护上皮组织细胞健康、促进免疫球蛋白合成、维持骨骼正常生长发育、促进生长与生殖和抑制肿瘤生长等重要作用。

维生素A醋酸酯的合成有两种反应路线：一是以格式试剂为特征的C14+C6路线。该方法工艺成熟，但原料多达50种，固定投资大，反应步骤多；二是以Wittig反应为特征的C15+C5路线，以β-紫罗兰酮为原料，经乙炔化、氢还原后所得产物与五碳醛在强碱作用下反应生成维生素A醋酸酯。Wittig方法因路线短、工艺简单、成本较低而逐渐展现出成熟的工业化放大前景。

传统的wittig方法仍存在反应条件苛刻，如需极高温或极低温、无水反应环境等。专利PCT2005058811、JP06329623以及中国专利CN101318975A、CN101219983A和CN102190565A均报道了使用C14醛和C1进行Wittig反应，经过步骤繁琐的后处理，所得产物实际收率约80％。专利文献CN103044302A报道了一锅法制备维生素A醋酸酯的方法，其利用C14醛和中间体C1酯在碱性条件下生成C15膦酸酯，再与C5醛反应后生成维生素A醋酸酯，该方法需要使用甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾或氢化钠等危险且对空气和湿气控制要求高的试剂。

近年来，电化学催化合成法具有条件温和，室温常压下即可进行反应，避免使用大量有机物作为反应溶剂等特点。此外，反应所需电能可来自可再生能源，所需能耗大幅度降低，绿色环保，反应过程没有复杂的催化剂制备过程。采用电化学法合成动植物所需维生素A醋酸酯具有绿色高效的商业化前景。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电化学催化制备维生素A醋酸酯的方法。该方法利用气相沉积法在金属氧化物上包裹石墨，将制备所得的高导电性能C/M_xO_y/M作为阳极电极材料，以碳纳米棒作为阴极电极材料，在外加电能作用下，将原料乙烯基紫罗兰与含膦有机物在阴极室发生成盐反应后，所得产物与五碳醛在阳极室发生wittig反应制备出维生素A醋酸酯，实现了wittig反应的高性能改性，一步法生成维生素A醋酸酯，工艺具有产品纯度高，绿色环保，无需大量酸碱催化剂，废水产生极少等优点。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种电化学催化合成维生素A醋酸酯的方法，包括在由阴极室、带有开关的隔膜和阳极室构成的电解槽中，在外加电能作用下，乙烯基紫罗兰与含膦有机物在阴极室发生成盐反应生成C15膦盐，所述C15膦盐通过隔膜的开关流入阳极室与五碳醛发生wittig反应制得维生素A醋酸酯的步骤。

在一个具体的实施方案中，所述电解槽为H型电解槽，所述H型电解槽的阳极室中以C/M_xO_y/M材质的电极为阳极，以五碳醛和碱性无机盐的溶液作为阳极液；优选地，所述H型电解槽的阴极室中以碳纳米棒电极为阴极，以乙烯基紫罗兰醇和含膦有机物的混合物为反应底物溶解在第二有机溶剂中作为阴极液；优选地，所述H型电解槽中带有开关的隔膜为高分子聚合物膜，将阳极室和阴极室隔开，所述隔膜具有可开关的开口。