背景技術(shù)

維生素C鈉鹽(簡(jiǎn)稱Vc-Na)是兩步發(fā)酵法生產(chǎn)維生素C的一種重要中間體。其英文名Sodium L-Ascorbate，分子式：C6H7NaO6，分子量：198.11。目前，兩步發(fā)酵法合成維生素C的工藝通常是將古龍酸、甲醇按照一定比例混合，以濃硫酸為催化劑，在60～70℃常壓下進(jìn)行甲酯化反應(yīng)。甲酯化反應(yīng)結(jié)束后，將甲酯化反應(yīng)液冷卻至50～55℃，一次性加入古龍酸摩爾數(shù)與1/2濃硫酸摩爾數(shù)之和的碳酸氫鈉或1/2古龍酸摩爾數(shù)與1/4濃硫酸摩爾數(shù)之和的碳酸鈉，然后升溫至60～70℃進(jìn)行內(nèi)酯化反應(yīng)。內(nèi)酯化反應(yīng)結(jié)束后將料液冷卻至室溫，離心得維生素C鈉鹽。由于該工藝存在酯化率低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品收率低、耗能高、所制Vc-Na色澤及質(zhì)量不理想等不足之處，故許多研究人員都在積極致力于對(duì)該工藝的改進(jìn)研究。

如CN1958581公開(kāi)了一種低消耗維生素C的加工工藝。該工藝是將按古龍酸和甲醇按一定比例充分混合，通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱進(jìn)行循環(huán)酯化；同時(shí)將酯化過(guò)程產(chǎn)生的帶水甲醇蒸汽直接引入精餾裝置，將精餾出的含甲醇量≥99.5％的甲醇回流入酯化罐重復(fù)使用；然后向酯化液內(nèi)加入碳酸氫鈉甲醇懸浮液進(jìn)行轉(zhuǎn)化，反應(yīng)液經(jīng)冷卻離心后形成Vc-Na中間體。該方法克服了采用濃硫酸為催化劑所導(dǎo)致的Vc-Na中間體中含有硫酸鈉等副產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題，但酯化過(guò)程中存在甲醇帶水能耗高等問(wèn)題。

CN 101550118A也公開(kāi)了一種維生素C鈉鹽合成工藝，該工藝包括以下步驟(1)將古龍酸溶于甲醇，然后通過(guò)1～50μm孔徑的過(guò)濾器，再通過(guò)0.01～1μm孔徑的過(guò)濾器和粉末活性炭層梯度脫色得脫色液待用；(2)將脫色液在72～85℃的條件下經(jīng)大孔氫型樹(shù)脂內(nèi)循環(huán)反應(yīng)，得酯化反應(yīng)液；(3)將酯化反應(yīng)液注入常壓容器，在70±2℃溫度、保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，將1.01～1.05倍古龍酸摩爾數(shù)的碳酸氫鈉或0.505～0.51倍古龍酸摩爾數(shù)的碳酸鈉與甲醇混合得懸浮液勻速流加于上述溶液中，繼續(xù)保溫后，再冷卻降溫至室溫，離心脫水得維C鈉鹽。該方法同樣未能從整體上解決酯化率低的問(wèn)題，同時(shí)該工藝需高溫加壓操作，對(duì)設(shè)備要求較高，生產(chǎn)成本也相對(duì)較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要提供一種新的維生素C鈉鹽的合成方法，以從整體上解決現(xiàn)有工藝酯化率低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品色澤及質(zhì)量不理想的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明所提供的維生素C鈉鹽合成方法，包括以下步驟：

(a)將古龍酸與甲醇溶液，按照質(zhì)量體積比為1∶3～5的比例，混合，加熱溶解；溶解液依次通過(guò)顆?；钚蕴恐?、陽(yáng)離子樹(shù)脂柱，脫色、純化；

(b)處理液通過(guò)干燥過(guò)濾器，除去處理液中所含水份；

(c)將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱加溫至40～60℃，再將b步所得除水處理液經(jīng)由該樹(shù)脂柱進(jìn)行循環(huán)酯化反應(yīng)，得酯化液；

(d)將酯化液注入常壓反應(yīng)器，將0.7～0.85倍古龍酸摩爾數(shù)的碳酸氫鈉加入酯化液中，在60～68℃下轉(zhuǎn)化反應(yīng)1～2小時(shí)，然后再加入0.09～0.18倍古龍酸摩爾數(shù)的碳酸鈉繼續(xù)反應(yīng)1～2小時(shí)；

(e)反應(yīng)結(jié)束后料液冷卻至室溫，離心得維生素C鈉鹽。

本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于對(duì)工藝中所有工序進(jìn)行改進(jìn)，以期通過(guò)對(duì)整體工藝的有效控制，消除可能導(dǎo)致維生素C鈉鹽合成過(guò)程中酯化率低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品色澤及質(zhì)量不理想的諸多因素。

具體地說(shuō)，本發(fā)明方法在頭道工序中即對(duì)古龍酸與甲醇溶液采用顆?；钚蕴恐?、陽(yáng)離子樹(shù)脂柱進(jìn)行脫色、純化，從而首先克服了原料中的雜質(zhì)以及金屬離子在料液反應(yīng)的初始階段所帶來(lái)的副反應(yīng)；料液經(jīng)過(guò)處理后隨即通過(guò)干燥過(guò)濾器，從而在整個(gè)工藝的初期即有效避免了處理液中所含水份對(duì)酯化反應(yīng)的副作用；將除水后的處理液經(jīng)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱，在相對(duì)較低的溫度下進(jìn)行循環(huán)酯化反應(yīng)，既避免了濃硫酸所導(dǎo)致的副產(chǎn)品，又克服了反應(yīng)溫度過(guò)高導(dǎo)致樹(shù)脂柱產(chǎn)生氣泡，影響酯化率以及能耗過(guò)高的問(wèn)題；在進(jìn)行內(nèi)酯化工序中首先加入堿性相對(duì)較弱的堿——碳酸氫鈉進(jìn)行初步轉(zhuǎn)化反應(yīng)，然后再加入堿性相對(duì)較強(qiáng)的堿——碳酸鈉進(jìn)行終極轉(zhuǎn)化。由此彌補(bǔ)了鑒于前述工序中有意控制甲酯化反應(yīng)過(guò)程中的生成水，從而導(dǎo)致內(nèi)酯化反應(yīng)中單一采用碳酸氫鈉其轉(zhuǎn)化反應(yīng)不完全，采用碳酸鈉其轉(zhuǎn)化產(chǎn)品色澤欠佳的問(wèn)題。

而選擇碳酸氫鈉與碳酸鈉搭配使用的方法，既能使甲酯完全轉(zhuǎn)化，不影響產(chǎn)品收率，同時(shí)又不影響產(chǎn)品色澤。

本發(fā)明方法中，c步工序所述的循環(huán)酯化反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為3～4小時(shí)；c步工序所述的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱加熱的優(yōu)選溫度為45～55℃。

所述的干燥過(guò)濾器為內(nèi)充有堿金屬硅鋁酸鹽干燥介質(zhì)的過(guò)濾器，如可選用吸附臨界直徑為3A的毛沸石、菱沸石等作為干燥介質(zhì)。其中最為優(yōu)選的干燥過(guò)濾器為內(nèi)填充3A型分子篩吸附劑的干燥柱。

本發(fā)明方法有效提高了產(chǎn)品的酯化率以及維生素C鈉鹽的收率，同時(shí)縮短了轉(zhuǎn)化反應(yīng)時(shí)間，簡(jiǎn)化了工藝，降低能耗和生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。

本發(fā)明中的優(yōu)選參數(shù)及優(yōu)先材料，均有利于進(jìn)一步提高本發(fā)明所述的有益效果。

圖1為本發(fā)明方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

按照?qǐng)D1所示流程，(1)取含量90.82％的古龍酸折純300g置于反應(yīng)瓶中，加入99.50％的工業(yè)甲醇900ml溶解物料，然后以1倍速的流速，常溫依次通過(guò)顆?；钚蕴恐撋蚐QD-67陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱去除金屬雜質(zhì)；(2)處理后的古龍酸甲醇溶液經(jīng)內(nèi)填充吸附臨界直徑為3A的毛沸石(可從市場(chǎng)購(gòu)得)的干燥柱過(guò)濾。(3)將強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱預(yù)熱至50℃，使之恒溫，將古龍酸甲醇溶液過(guò)樹(shù)脂柱循環(huán)走料，酯化反應(yīng)3小時(shí)，得酯化反應(yīng)液；(4)將酯化反應(yīng)液注入常壓反應(yīng)器，加入碳酸氫鈉110.4克轉(zhuǎn)化反應(yīng)2小時(shí)，然后再加入碳酸鈉14.75克繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，轉(zhuǎn)化過(guò)程全回流，酯化反應(yīng)率98％。反應(yīng)結(jié)束后料液冷卻至室溫，離心得維生素C鈉鹽。鈉鹽經(jīng)過(guò)烘干后測(cè)定其含量為95.44％，收率為95.19％。產(chǎn)品色澤白色。

來(lái)源：CN101735183A