СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАЛКИЛЕНГЛИКОЛЕВЫХ ЭФИРОВ α-ТОКОФЕРОЛА
METHOD OF OBTAINING POLYALKYLENEGLYCOL ESTERS OF α-TOCOFEROL

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;
1
2
2
R=-СНСНO-;
2
3
2
R=-СН(СН)СНO-;
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.