Курсовая работа: Производство бета-каротина

СИНТЕЗ β-ИОНОНА

β-Ионон получают процессом циклизации псевдоионона под влиянием смеси концентрированной серной кислоты и ледяной уксусной кислоты в среде толуола по химической схеме:

В реактор 1 из сборника 2 загружают псевдоионон и из сборника 3 толуол и перемешиванием получают толуольный раствор псевдоионона (плотность 890—900 кг/м³ ), подаваемый насосом 4 в мерник 5. В реактор из эмалированной стали 6 сливают концентрированную серную кислоту из мерника 7, которую в реакторе 6 охлаждают до 0°, а затем медленно за­гружают из мерника 8 ледяную уксусную так, чтобы температура не подни­малась выше 15° С. Смесь кислот насосом 8 подают в мерник 9. В аппарат для циклизации 10 из нержавеющей стали, снабженный мешалкой и рубаш­кой, подают из мерника 9 смесь кислот, а из мерника 5 толуольный раствор псевдоионона. Реакция протекает при температуре минус 7—10° С в тече­ние 1 ч. Для нейтрализации реакционной массы применяют 18—20%-ный раствор углекислого натрия. В реактор // загружают углекислый натрий, из мерника 12 воду и при перемешивании насыщенный раствор насосом 13 подают в мерник 14. Из аппарата циклизации 10 нейтрализованная реакци­онная масса поступает в делительную воронку 15, где промывается раство­ром карбоната натрия и далее поступает в сборник 16 и в перегонный аппа­рат 17. В нем отгоняют толуол в сборники 18 и 19 при остаточном давлении 20 мм рт. ст. Остаток перегоняют при остаточном давлении 1 мм рт. ст. в перегонном аппарате 20 и собирают в приемнике. Выход 75%.

β-Ионон — желтоватая маслянистая жидкость, температура кипения 118—120°С при остаточном давлении 5 мм рт. ст. и 132° С при остаточном давлении 12 мм рт. ст., С₁₃ Н_2о О, молекулярная масса 192,29; по =1,5210; хорошо растворим в органических растворителях, плохо в воде; X_{m ах} = 296 нм, E=557.

СИНТЕЗ АЛЬДЕГИДА С₁₄ [4(2',6',6'-ТРИМЕТИЛЦИКЛОГЕКСЕН-

Г-ИЛ)-2-МЕТИЛБУТЕН-З-АЛЬ-1]

Синтез альдегида С₁₄ осуществляют по реакции Дарзана путем конден­сации (3-ионона с метиловым или этиловым эфиром монохлоруксусной кис­лоты в присутствии метилата натрия. Реакции протекают по следующей схеме:

Реакция конденсации. В реактор 21, снабженный охлаждающей рубаш­кой и мешалкой, загружают (3-ионон из сборника 22 и в течение 2—3 ч при ливают из мерника 23 этиловый эфир хлоруксусной кислоты, а из сборника 24 сухой метилат натрия. Температуру при этом поддерживают минус 5—7° С. В результате реакции конденсации получается глицидный эфир, который из раствора не выделяют.

Омыление. Глицидный эфир омыляют раствором едкого натра в водном метаноле, который добавляют из смесителя 25 в тот же реактор в течение 1,5—2 ч при температуре 18—20°С. В результате омыления получают натриевую соль глицидного эфира.

Декарбоксилирование. В реактор 21 добавляют воду и дихлорэтан, пере­мешивают, а затем направляют реакционную массу в делительную ворон­ку 26. Нижний дихлорэтановый слой отделяют в воронке и в смесителе 27 промывают водным раствором поваренной соли, приготовленном в смеси­теле 28. Нижний слой спускают в смеситель 29, затем добавляют в этот смеситель сульфат натрия и перемешивают. Сухой экстракт переводят в вакуум-перегонный аппарат 30, отгоняют дихлорэтан, а затем под глубо­ким вакуумом (0,1 мм рт. ст. при температуре около 100° С) отгоняют аль­дегид С₁₄ . При необходимости альдегид подвергают ректификации при оста­точном давлении 0,3—0,5 мм рт. ст.

Альдегид С₁₄ — светло-желтая маслянистая жидкость с температурой кипения 103—106° С при остаточном давлении 0,2 мм рт. ст., хорошо рас­творим в органических растворителях, плохо—в воде. При хранении неустойчив. Формула С₁₄ Н₂₂ 0, молекулярная масса 206,14.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕТИЧЕСКОГО

р-КАРОТИНА

Технология производства базируется на однокомпонентном методе син­теза, разработанном Ингоффеном и усовершенствованном Излером с их соавторами. Этот метод нашел свое дальнейшее развитие в исследованиях Н. Преображенского, Г. Самохвалова и Л. Вакуловой. Метод заключается в конденсации двух молекул альдегида С₁₉ с молекулой ацетилена по реакции Гриньяра. Технология включает сле­дующие стадии синтеза: синтез (3-С₁₆ -альдегида из β-С₁₄ -альдегида; синтез β-С₎₉ -альдегида из (3-С₁₆ -альдегида; синтез 15,15-дегидро-(3-каротина изС₁₉ -альдегида и ацетилена; синтез транс-β-каротипа из 15,15-дегидро-β-каротина.

СИНТЕЗ β-С₁₄ -АЛЬДЕГИДА-[9-МЕТИЛ-6-(1,1,5-

ТРИМЕТИЛЦИКЛОГЕКСЕН-5 ИЛ)-ГЕКСАДИЕН-8, 10-АЛЬ-12]

Химические реакции получения альдегида С₁₆ заключаются в ацеталировании альдегида-С14, конденсации полученного ацеталя с виниловым эфиром в присутствии хлористого цинка и омыления алкоксиацеталя аль­дегида С₁₆ . Химизм реакций синтеза альдегида С₁₆ основан на склонности виниловых эфиров присоединяться к ацеталям а, (3-непредельных карбо­нильных соединений, причем одна алкоксигруппа [OR] переме­щается от ацеталя к двойной связи винилового эфира. Остаток ацеталя присоединяется к β-углеродному атому винилового эфира. Конденсация и перегруппировка протекает по схеме:

По этой схеме протекает следующий синтез.

Схема реакций синтеза С₁₆ -альдегида.