维生素E合成和研究探究现状探析
维生素E合成和研究探究现状探析 摘要:随着人们生活水平的提高,对于维生素E的 需求越来越高,对维生素E质量的要求也越来越高。阐述了 天然维生素E的提取,对人工合成维生素E的合成机理与工 业合成进行了探讨,分析了维生素E的分析检测。 关键词:维生素E合成 分析检测 引言 维生素E自从1922年被人类首次发现以来,其生产与 应用在维生素领域历来就是被研究的重点与热点。Evans等 人1936年在麦胚中将结晶状的维生素E进行分离,并且把 它叫做生育酚;Karrer等人在1938首次成功合成了人工维 生素E。天然存在的维生素E包括四种生育酚以及四种剩余 三烯酚。目前人类获得的维生素E仅仅有五分之一的天然维 生素E,超过五分之四都是源于合成的维生素Eo 一般情况 下维生素E指的是-生育酚。当前,工业上应用的维生素E 的合成原料基本都是三甲基氢醍和异酯醇,利用缩合反应合 成得到的。 一、天然维生素E的制取 通常情况下,天然维生素E提取的原料是维生素E丰富 的麦胚牙油,棉籽油,玉米油以及豆油加工后比如油脚,脱 臭溜出物,油渣等副产物,利用酯化-冷析与蒸俺法进行提 取。通过提取油渣进行维生素E的提取,其浓度一般为50%; 利用脱臭溜出物能够获得浓度为80%的维生素Eo当前,使 用的方法主要是萃取法,该方法具有条件温和,工艺简单, 能耗低的有时,而回收溶剂困难,存在一定的杂质则是其缺 点。通过C02超临界流体萃取法获取维生素E,具有工艺流 程短,维生素E的纯天然活性高,没有溶剂残留的优点,而 操作费用高,成本高是其不足。利用分子蒸偏法浓缩维生素 E收率过高,工艺路线端,然而技术复杂,成本高。当前, 天然维生素E的主要用途是作为供人们食用的保健品。 二、化学合成维生素E Karrer于1938年首次利用三甲基氢醍和植基漠通过无 水氯化锌的作用下经过化合得到了生育酚。之后,Bergel首 次在氯化锌作为催化剂的情况下,通过三甲基氢醍和异植物 醇通过缩合得到维生素E,当前工业上广泛使用的合成维生 素E的方法就是该方法。Lee等人对于无溶剂无催化剂合成 维生素E的方法进行了继承发展。 当前,进行维生素E合成的机制为,在催化剂氯化锌的 作用下,烯醇形成烯炷碳正离子向氢醍内苯环进攻,该反应 也就是亲电加成反应机制,其本质为优克烷基化反应。利用 烷基化反应,通过脱水获得六元环,也就合成了维生素E。 利用该方法进行维生素E合成的关键是进行中间体三甲基氢 醍与中间体异植物醇的获取。当前,世界上能够进行大批量 维生素E生产的厂家包括中国的浙江医药,新和成,德国的 巴斯夫,迪斯曼等四家公司,这四家公司的产量占到全世界 维生素E产量的95%。下图是维生素E合成的化学反应式。 对于维生素E的生产而言,最重要的是合成主环三甲基 氢醍以及合成侧链异植物醇。当前,三甲苯主要是合成三甲 基氢醍的原料,通过磺化,硝化,氧化,还原合成主环,步 骤多,不容易进行中间体的分离,同时存在大量的杂质,对 于环境有处理不易是其主要的缺点。另外进行主环三甲基氢 醍合成的路线是原料采用间甲酚,通过甲基化,还原,磺化, 氧化,再还原等步骤获得主环。实际上无论是哪一种方式, 关键是催化剂的选择。 合成维生素E的关键还包括合成异植物醇中间体。合成 异植物醇中间体的典型方法是基于紫罗兰酮出发,利用加氢 还原,然后与焕醇实现缩合,从而获取C16焕醇,经过脱水 加氢之后,通过还原得到C16醇,之后进行氯代或者漠代, 和烯丁酮经过反应合成异植物醇。因为工业生产的维生素E 的稳定性不够,因此,生产中通常把维生素E由通过醋酸酎 进行酯化,从而能够获得较为稳定的维生素E醋酸酯,从而 实现了储存。 三、维生素E的分析 维生素E得到了越来越广泛的应用,因此,对于维生素 E的分析检测要求也越来越高。进行维生素E分析的方法主 要包括紫外/荧光分光光度法,薄层层析法,电化学法,气 相色谱法以及液相色谱法。当前应用的最广泛的是气相色谱 法以与液相色谱法。 通过气相色谱法能够实现对具有多组分的成分中的某 一成分实现定性分析与定量分析。因此,通过气相色谱法对 维生素E进行定量与定性分析,快速,简单,准确,可以对 维生素E中的多种异构体以及杂质进行分离。由于氢火焰离 子检测器技术成熟,因此,气相色谱法通常选择氢火焰离子 检测器,气相色谱法具有可以直接通过配置好的样品进行走 样,维生素E的沸点超过220°C,沸点较高,所以,实际上 是进行维生素E衍生物的测定。进行维生素E样品的分析是, 对色谱柱的要求比较严格,通常选择可以耐高温的硅胶色谱 柱。在医药,食品的维生素E分析方面气相色谱法的应用比 较普遍。 当前进行维生素E分析检测的另外常用的方法是液相色 谱法。该方法具有灵敏度高,应用范围广的优势,同时分辨 率高,操作简单,不足是易受到维生素E异构体标准品的影 响。对于维生素E进行检测的方法包括正相色谱法与反相色 谱法。通过改良的正相高压液相法Shin等人对维生素E的 异构体进行测量,利用异辛烷,乙酸,乙酸乙酯,2, 2-二 甲基丙烷按照98. 5: 0. 85: 0.9: 0. 1的体积比作为流动相, 能够使得维生素E中的八种异构体实现完全的分类,同时在 半个小时内全部出峰,色谱峰也不会存在拖尾现象。 四、结束语 随着社会的不断进步,人们的生活质量日益提高,对于 维生素E的需要越来越大,天然维生素E的应用主要是保健 品,药品以及化妆品。合成维生素E的应用主要是饲料添加 剂中。对于天然维生素E的提取主要是从麦胚芽油渣与豆油 油渣中进行提取,进行天然维生素E的提取时,一方面要重 视维生素E的弄过度,另外要重视维生素W的生物活性,使 得天然维生素E的质量提高;对于合成维生素E—方面重视 催化剂的改进与工艺的选择,另外重视维生素E的分析检测 方法,从而使得维生素E的纯度提高。 参考文献 [1] 刘悍,汤建国,倪朝敏,等.天然维生素E的提取 工艺与检测技术[J].化工时刊.2008 (11): 35-28 [2] 葛毅强,孙爱东.麦胚中天然维生素E的SFE-C02 最佳提取工艺研究[J].中国油脂.2011.26 (5): 52-56 [3] 王飞.合成维生素E工业过程中焕醇选择性加氢催 化剂的研究进展[J].广东化工.2012 (6): 38-40