維生素C棕櫚酸酯的合成本科畢業(yè)論文

1、沈陽化工大學本科生畢業(yè)論文題 目： 維生素c棕櫚酸酯的合成 畢業(yè)設計（論文）任務書應用化學專業(yè)0902班學生： 畢業(yè)設計（論文）題目：維生素c棕櫚酸酯的合成 畢業(yè)設計（論文）內容：維生素c棕櫚酸酯的合成方法 畢業(yè)設計（論文）專題部分：選擇一種合適的合成方法，并在實驗中尋找有效途徑，提高產(chǎn)品產(chǎn)率。通過測試實驗熔點和旋光度，來判斷產(chǎn)品的純度。起止時間： 2013年3月- 2013年6月 指導教師： 簽字 年 月 日教研主任： 簽字 年 月 日學院院長： 簽字 年 月 日摘 要隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展, 人們的生活水平不斷提高, 對油脂和快餐方便食品等的需求量亦不斷增大,對其質量的要求也越來越高。然而油脂

2、由于含有不飽和脂肪酸而易氧化酸敗,添加抗氧化劑是儲存油脂和延長食品保質期的有效手段。l-抗壞血酸棕櫚酸酯又名l-抗壞血酸十六碳酸酯, 簡稱維生素c 棕櫚酸酯, 是一種高效、安全無毒的脂溶性抗氧化劑，由于其優(yōu)良的抗氧化效果，在國外被廣泛應用于各種酯溶性食品、化妝品、熱敏紙等精細化學領域。并且它是世界衛(wèi)生組織食品添加劑委員會認可的營養(yǎng)型抗氧化劑，并為美國藥典收載。由于其抗氧化效果好，在國外，l-抗壞血酸棕櫚酸酯的合成與應用發(fā)面研究較早，應用也比較廣泛，而國內的l-抗壞血酸棕櫚酸酯無論是合成生產(chǎn)還是應用，均處于開發(fā)階段，所以國內使用的l-抗壞血酸棕櫚酸酯大部分是從外國進口來的。從此我們可以看出，l-

3、抗壞血酸棕櫚酸酯必將成為一種新興的重要的多功能添加劑活躍在食品、藥品、化妝品和醫(yī)療保健品等各個領域。本文主要闡述了以十六酸和維生素c為原料，濃硫酸為催化劑，利用直接酯化法合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯。實驗過程中涉及到乙酸乙酯萃取，過濾，抽濾，石油醚洗滌，提純等實驗步驟。該論文主要研究原料配比、反應溫度、攪拌時間對反映收率的影響。實驗后期加入氯化亞砜，讓氯化亞砜與酯化反應中生成的水反應，從而打破化學平衡，使產(chǎn)率增加。其中，調整原料配比、反應溫度，來打破酯化反應的化學平衡，使反應向著生成目標產(chǎn)物反向移動，而且調整原料配比還可以有效的降低反應成本。由于該實驗進行的酯化反應為可逆反應，所以，達到化學平衡需

4、要一定得時間，這就對攪拌時間有一定的要求。該試驗方法操作簡單，反應條件溫和，適合在實驗室以及工廠中使用。本文對l-抗壞血酸棕櫚酸酯的合成、功能及其應用進行了綜述。關鍵詞：l-抗壞血酸棕櫚酸酯；l-抗壞血酸；抗氧化劑；直接酯化法abstractalong with the development of social economy, peoples living standards continue to improve，the demand for oil such as convenient and fast food also unceasingly increases，the quali

5、ty requirements more and more is also high. however fat easy oxidative ranciditydue to contain not saturated fatty acid，and adding antioxidants is an effective method for storing oil and prolong shelf life. l-ascorbic acid palmitic acid ester and l-ascorbic acid 16 carbonic acid ester，referred to as

6、 vitamin c palmitate，is a kind of efficient，safenon-toxic fat-soluble antioxidants，due to its excellent antioxidant effect，in foreign countries are widely used in various kinds of ester soluble fine chemical fields such as food, cosmetics, thermal paper. and it is the world health organization commi

7、ttee approved food additives nutritional antioxidants, and for the united states pharmacopoeia records. because of its good antioxidant effect, in abroad. l-ascorbic acid palmitic acid ester synthesis of yu earlier increase in application research, application is more extensive, and domestic l-ascor

8、bic acid palmitic acid ester synthesis production.this article mainly expounds the palmitic acid and vitamin c as raw materials, concentrated sulfuric acid as catalyst, using the method of direct esterification synthesis of l-ascorbic acid palmitic acid ester. experiments involved in the process of

9、ethyl acetate extraction, get the product at room temperature cooling, filtering, the suction filter, petroleum ether and cleansing, purification, etc. the paper main research raw material ratio, reaction temperature, stirring time influencing on the yield of reflection. later experiments adding sul

10、foxide chloride, to improve the yield of the products. among them, adjust the ratio of raw materials, reaction temperature can break the esterification reaction of chemical equilibrium, the reaction to generate the target product reverse move, and adjust the ratio of rawmaterials can also be effecti

11、ve in reducing costs. because the experiment of the esterification reaction is reversible reaction, therefore, must be required for chemical equilibrium time, its the stirring time has certain requirements. the test method operation is simple, easy to follow and reflect the mild conditions, suitable

12、 for use in laboratories and factories. in this paper, the l-ascorbic acid palmitic acid ester synthesis.keywords: l-ascorbic acid palmitic acid ester; l-ascorbic acid; antioxidant; direct esterification method; the anticancer目 錄引言1第一章 文獻綜述31.1 l-抗壞血酸棕櫚酸酯的結構和功能性質31.1.1 l-抗壞血酸棕櫚酸酯在乳制品中的應用及抗氧化原理31.1.2

13、 l-抗壞血酸棕櫚酸酯國內外應用概況41.1.3 l-抗壞血酸棕櫚酸酯的特性和應用51.2 l-抗壞血酸棕櫚酸酯的制備方法51.2.1酰氯法51.2.2酶合成法61.2.3酯交換法71.2.4氫氟酸法71.2.5直接酯化法81.2.6實驗方法的確定81.3 l-抗壞血酸棕櫚酸酯的鑒定9第二章 實驗方案102.1合成路線102.1.1調節(jié)反應物配比進行實驗102.1.2加入氯化亞砜提高產(chǎn)率10第三章 實驗部分123.1原料、產(chǎn)物、溶劑及其它試劑的物化性質123.2實驗儀器與藥品143.3 l-抗壞血酸棕櫚酸酯的合成163.3.1反應方程式163.3.2反應物配比的不同對反應產(chǎn)率的影響163.3.

14、3反應溫度對反應產(chǎn)率的影響163.3.4攪拌時間對反應產(chǎn)率的影響173.3.5反應過程中加入氯化亞砜對反應產(chǎn)率的影響173.4產(chǎn)品的鑒定與分析18第四章 結果與討論214.1 不同因素對反應產(chǎn)率影響的具體分析214.1.1反應物配比的不同對反應產(chǎn)率的影響214.1.2 反應溫度的不同對反應產(chǎn)率的影響234.1.3攪拌時間對反應產(chǎn)率的影響244.1.4反應過程中加入氯化亞砜對反應產(chǎn)率的影響26第五章 結論27致謝28附錄31附錄一 英文文獻復印件31附錄二 文獻翻譯45引言l-抗壞血酸棕櫚酸酯（ap）維生素c棕櫚酸酯，是一種由抗壞血酸和十六酸通過酯化反應而得到的產(chǎn)物。其特點是它的抗氧化性效果很好

15、，對人體沒有影響，讓它成為世界公認的抗氧化劑1?？寡趸瘎┦鞘称诽砑觿┑闹匾M成之一，主要用于防止油脂及富脂食物的氧化酸敗，以及由氧化導致的褪色、褐變、維生素破壞等。美國早在1947年就開始利用抗氧化劑來增加油脂的穩(wěn)定性2。目前，國內常用的抗氧化劑主要有：叔丁基對苯二酚（tbhq）、二丁基羥基甲苯（bht）、丁基羥基茴香醚（bha）、沒食子酸丙酸（pg）、茶多酚等。作為食品添加劑，抗氧化劑的毒理學特性是關注的焦點問題3。雖然bha、bht能有效抑制油脂氧化，但是毒理實驗表明，bha、bht都具有一定毒性，因此二者在使用中受到限制，甚至禁止使用。tbhq有較強的抗氧化能力，但在食品焙烤過程中抗氧化

16、能力較差。目前，有關國際會議對bha、bht和tbhq評價認為：雖然沒有發(fā)現(xiàn)基因毒性和致癌性，但他們是潛在腫瘤促進劑。在日本、歐洲和美國已禁止bha、bht和tbhq在嬰幼兒和兒童食品中使用，提倡用l-抗壞血酸棕櫚酸酯和生育酚等。l-抗壞血酸棕櫚酸酯雖然不是天然物質，但其原料抗壞血酸和棕櫚酸均為天然成分，是l-抗壞血酸與棕櫚酸酯化后的vc衍生物，不僅使用vc穩(wěn)定性增強，而且還保留了他的生理效價，因此對人體無毒害作用，是我國食品添加劑使用衛(wèi)生標準唯一許可的用于嬰幼兒食品中的抗氧化劑4。ap被世界衛(wèi)生組織（who）食品添加劑委員會（fio）定為具有營養(yǎng)性、無毒、高效，使用安全的抗氧化劑。在工業(yè)生產(chǎn)

17、方面，國內l-抗壞血酸棕櫚酸酯的生產(chǎn)尚處于起步階段，目前只有江西黎明制藥廠和浙江天新制藥廠能生產(chǎn)該產(chǎn)品，產(chǎn)量均在百噸以下。目前在國內市場上銷售的l-抗壞血酸棕櫚酸酯絕大部分都依靠進口。而國外在上世紀六十年代德、意大利、比利時等國就有關于l-抗壞血酸棕櫚酸酯的研究報道，七八十代美國等國陸續(xù)報道了其合成方法及應用。世界上抗壞血酸棕櫚酸酯的生產(chǎn)能力主要集中在瑞士羅士公司、德國巴斯夫公司、日本武田公司、sigma公司等幾家大公司手中，居壟斷地位。目前，l-抗壞血酸棕櫚酸酯的生產(chǎn)工藝線路主要有酶催化法、直接酯化法、研磨法、生物法、酰氯法等合成方法5。國內主要用直接法和研磨法較多，酰氯法和酶催化法較少。本

18、文主要采用直接酯化法合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯，合成路徑簡單，藥品相對便宜，反應條件溫和，得出產(chǎn)品對產(chǎn)品進行熔點和旋光度分析。第一章 文獻綜述1.1l-抗壞血酸棕櫚酸酯的結構和功能性質l-抗壞血酸棕櫚酸酯（l-ascorbyl palmitate）英文名縮寫ap，化學名為l-2,3,5-三羥基-2-己烯酸-2-內酯-6-十六酸酯，又名6-十六酰基-l(+)-抗壞血酸，簡稱維生素c棕櫚酸酯。分子式為：c22h38o7；相對分子質量：414.54；結構式為： 是一種極其重要的抗壞血酸衍生物，是一種脂溶性抗氧化劑。它具有兩性結構，其酯化反應發(fā)生在6-羥基上，不僅保存了維生素c結構上連烯二醇的活性，又增

19、加了穩(wěn)定性。與l-抗壞血酸相比，l-抗壞血酸棕櫚酸酯穩(wěn)定性顯著提高6。由于其在6位引入了16個c的疏水長鏈,使產(chǎn)品具備了脂溶性,改變了產(chǎn)品的適用范圍7.8。本產(chǎn)品為白色或微黃白色粉末狀固體,稍有柑橘氣味。而且對水性有機體有害，在水性環(huán)境下可能會導致長期的反作用。熔點：107117，比旋度：+21+24，難溶于水，易溶于乙醇、甲醇、丙酮和四氫呋喃，微溶于乙酸乙酯、乙醚、氯仿等有機溶劑和植物油8,9。在極稀溶液中易氧化含量逐漸減少,在濃縮狀態(tài)或結晶狀態(tài)l-抗壞血酸棕櫚酸酯則很穩(wěn)定。保存時應避光、熱、潮濕，隔絕氧氣。室溫下，4.5ml無水乙醇可溶解本品1g，其溶解度隨溫度升高而增大。1.1.1l-抗

20、壞血酸棕櫚酸酯在乳制品中的應用及抗氧化原理隨著科技的發(fā)展，對母乳的研究也越來越細化，配方中對蛋白質、碳水化合物、維生素、礦物質、脂肪等各種營養(yǎng)素進行調配，盡可能使其成分與母乳成分的比例一致。逐步出現(xiàn)了一些新型的功能性配料，其中l(wèi)-抗壞血酸棕櫚酸酯就是一種廣泛應用與配方食品中，具有高效抗氧化性能及營養(yǎng)強化功能的食品添加劑。嬰幼兒配方乳粉中一般添加多不飽和脂肪酸進行調配脂肪的比例，由于多不飽和脂肪酸很容易發(fā)生氧化，并且在微量金屬如cu2+和fe3+的催化作用，容易產(chǎn)生有臭味的醛類物質。食品的氧化會引起體內脂質過氧化，脂質過氧化導致衰老及許多弊病的重要原因之一。研究證明血中過氧化脂質的升高，比膽固醇

21、的升高，對對脈粥樣硬盒的形成危害更大9。大量的研究證明，超生理平衡的脂質過氧化作用，首先破壞細胞膜結構和功能，引起蛋白交聯(lián)，破壞酶活性，損傷細胞核，參與許多慢性病的病理過程，如引發(fā)炎癥，動脈粥樣硬化，免疫功能下降，致突變、癌變等。由于保存期間奶粉發(fā)生以上種種變化，使蛋白質、維生素和氨基酸等收到分解破壞，營養(yǎng)價值降低。其中乳粉中維生素c是容易被破壞的一類物質，一般乳粉中維生素c主要是l-抗壞血酸棕櫚酸酯的形成，但如果有氧的存在，它迅速被氧化成脫氫抗壞血酸鹽。乳中維生素c被破壞的程度由包裝體系中氧化濃度所決定，同時核黃素光化學破壞后產(chǎn)生的光色素和光黃素可大大加速維生素c的氧化破壞過程，這兩種物質是

22、維生素受破壞的催化劑。綜上所述l-抗壞血酸棕櫚酸酯作為一種高效的氧清除劑和增效劑廣泛應用于乳制品及營養(yǎng)保健食品中，它主要通過降低包裝體系中的氧氣濃度而起到抗氧化的作用。1.1.2l-抗壞血酸棕櫚酸酯國內外應用概況隨著人們的營養(yǎng)健康意識的逐步提高，通過配方乳粉等高檔的營養(yǎng)品來補充維生素c等營養(yǎng)已成為城市發(fā)展的趨勢，如美國雅培公司生產(chǎn)的雅培金裝喜康寶，美國惠氏藥廠愛爾蘭有限公司生產(chǎn)的金裝學兒樂以及美國亨氏營養(yǎng)米粉中，里面除了含有一些不飽和脂肪酸，礦物質外，l-抗壞血酸棕櫚酸酯是不可缺少的重要組成成分，其除了可以補充嬰兒所需的維生素，同時可以起到抗氧化作用，防止制品中的一些不飽和脂肪酸發(fā)生氧化酸敗，

23、提高產(chǎn)品的貨架期10。據(jù)資料介紹，目前中國食用油生產(chǎn)總量約為1000萬噸。其中，按使用方式的不同，將不同程度地使用抗氧化劑，為對于烘烤、油炸食品用油，抗氧化劑的用量是相當大的。不同油品中抗氧化劑的用量為50ppm-500ppm之間，以平均200ppm計算，食用油中抗氧化劑的用量應為2000噸左右，其中ap的用量應在600-800噸之間，除使用油之外，l-抗壞血酸棕櫚酸酯在奶類、肉類、糖類食品領域中的用用量應在200-300噸之間，在醫(yī)藥、化妝品領域中的應用在數(shù)十噸，在熱敏紙及塑料中作抗氧化劑的用量應為數(shù)十噸?？傊瑖鴥萢p市場總量約為每年1000噸，且以每年4-5%的速度遞增。在國際上，特別是

24、在西方國家，由于食品結構的不同，食用油、奶類、肉類、和糖類食品用量比例極大，而且從70年代以來，日本美國等西方發(fā)達國家先后禁止在食品中使用bht、bha、tbhq等合成抗氧化劑，而改用一些天然抗氧化劑。由于天然抗氧化劑成本相對較高，且有顏色方面的使用局限，故l-抗壞血酸棕櫚酸酯已成為目前最流行的抗氧化劑，據(jù)不完全統(tǒng)計其用量應在4000噸左右。美國已經(jīng)提出將每人每日攝入維生素c量由60mg提高到200mg，其維生素c消費量接近每年2萬噸。日本維生素c需求量0.6萬噸；我國2004年維生素的生產(chǎn)能力超過5萬噸，占世界總生產(chǎn)能力的60%多，國內需求量卻不超過5000噸，我國維生素c人均用量才不足4g

25、，遠遠低于歐美發(fā)達國家的人均年用量60g到90g11。我國維生素c生產(chǎn)與消費卻嚴重不足，因為國內維生素c市場的潛力是十分巨大的。綜上所訴，世界目前l(fā)-抗壞血酸棕櫚酸酯的市場總用量應在5000噸/年左右，具有良好的市場前景。1.1.3l-抗壞血酸棕櫚酸酯的特性和應用人們把l-抗壞血酸和常用的脂肪酸反應得到l-抗壞血酸脂肪酸酯，這類化合物不僅保持了l-抗壞血酸抗氧化的特性而且在動物油、植物油中具有相當?shù)娜芙舛?，被廣泛應用于食品、化妝品及醫(yī)藥衛(wèi)生等領域。雖然沒有發(fā)現(xiàn)有這類天然的化合物存在但它們的水解產(chǎn)物l-抗壞血酸及脂肪酸都是天然產(chǎn)物人們發(fā)現(xiàn)，l-抗壞血酸脂肪酸酯屬于最強的抗氧化劑之列?？梢苑乐褂椭?/p>

26、過氧化物形成，延緩動物油、植物油、魚類、人造黃油、牛奶以及類胡羅卜素等氧化變質，效果優(yōu)于bha、bht。若和ve等其他抗氧化劑配合使用，抗氧化效果更加顯著【12】。1.2l-抗壞血酸棕櫚酸酯的制備方法l-抗壞血酸棕櫚酸酯的合成方法主要包括化學合成方法和酶合成方法兩大部分。而化學合成方法主要包括直接酯化法、酯交換法、酰氯法、氫氟酸法，下面將簡單介紹l-抗壞血酸棕櫚酸酯的各種合成方法。1.2.1酰氯法【5，13】通過用十六酸和二氯亞砜制備棕櫚酰氯，在二氯甲烷和甲基乙酰胺溶劑中，用氯化氫做催化劑與vc在0反應18小時，合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯，產(chǎn)率可以達到55%其反應機理是： 直接酯化和酯交換法都需

27、要用強酸做催化劑和溶劑，產(chǎn)品顏色深，分離難度高，用大量有機溶劑，不可避免造成環(huán)境的污染和浪費。棕櫚酰氯法反應溫度低，副產(chǎn)物少，粗產(chǎn)品顏色潔白。國內多以直接酯化法研究較多，酰氯法研究較少14。1.2.2酶合成法采用酶法合成具有如下優(yōu)點: 反應條件溫和; 有高的區(qū)域選擇性; 安全、無毒。在我國有關這方面的研究報道不多, 陸豫5曾報道過采用棕櫚酰氯和維生素c 直接反應制備棕櫚酸維生素c 酯,采用酶法合成尚未見報道。在總結文獻工作的基礎上, 作者報道了以棕櫚酸甲酯和維生素c 為原料, 采用脂肪酶( lipase) 作催化劑催化合成棕櫚酸維生素c 酯, 反應路線如下: 在非水介質中用酯肪酶催化合成棕櫚酸

28、維生素c 酯的工藝路線是可行的, 產(chǎn)物一次收率為68.2% 。本反應采用脂肪酶作為催化劑, 較傳統(tǒng)的液體酸作催化劑有許多優(yōu)點, 反應條件溫和, 副反應少, 不腐蝕設備, 不污染環(huán)境, 很適合酯的工業(yè)化生產(chǎn)。盡管目前采用脂肪酶作為催化劑的成本略高, 但在實際生產(chǎn)中可采用固定床反應器, 提高酶的重復使用次數(shù); 反應的一次收率不是很高, 可以重新利用未反應的原料, 提高產(chǎn)品的總收率。151.2.3酯交換法以l-抗壞血酸和棕櫚酸乙酯為原料，硫酸為催化劑用酯交換法合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯，優(yōu)化后的工藝條件：nl-抗壞血酸：n棕櫚酸乙酯=1：0.75，95%硫酸作催化劑，反應溫度25，反應時間16h.產(chǎn)品

29、收率75%。產(chǎn)品質量符合gb16314-1996標準。其反應機理如下： 與其它合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯的方法相比較，其反應溫和、轉化率高、成本低，頗具工業(yè)應用價值。16雖然采用酯交換硫酸法合成，但是產(chǎn)品分離提純過程仍然沿用硫酸法中加冰水稀釋分酸法，因此催化劑不能反復使用，仍伴有大量廢酸生成，污染嚴重。在硫酸法工藝的基礎上，采用酯交換法合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯，并對提純、純化工藝進行改進，解決了硫酸法存在的弊端。利用酯交換法合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯，較傳統(tǒng)硫酸法反應時間短、原料損耗小、產(chǎn)率高，特別是酯交換法反應無水生成，催化劑硫酸濃度保持不變，經(jīng)溶劑萃取分離后催化劑溶液及過量的l-抗壞血酸可重復

30、使用，降低了l-抗壞血酸損耗，還解決了硫酸法存在的廢酸污染問題。171.2.4氫氟酸法將l-抗壞血酸、棕櫚酸和無水氫氟酸于0 下放入聚酯反應器中，反應一段時間后加入大量甲基異丁基酮，使粗產(chǎn)品溶解，然后用氫氧化鉀溶液洗滌，用正己烷除去未反應的棕櫚酸，得到產(chǎn)物5。由于此種方法使用了強腐蝕性和強毒性的氫氟酸，對反應器、設備及操作條件都有很特殊的要求，不易于工業(yè)化生產(chǎn)，對環(huán)境的污染又相當嚴重，所以此種方法已接近淘汰，基本不再使用。1.2.5直接酯化法 hermut nikers、佐喜真秋光及龔大春等人充實該工藝的研究工作。此法是將棕櫚酸與抗壞血酸在物件強酸如濃硫酸的催化下制的粗產(chǎn)品，粗產(chǎn)品再經(jīng)精制得成

31、品。路線圖如下： 在直接酯化反應中，除了控制反應溫度外，對溶劑、催化劑以及棕櫚酸與抗壞血酸的摩爾比也是影響反應的重要因素。paul19報道以濃度98%99%的濃硫酸為催化劑和溶劑，一定比例的l-抗壞血酸和棕櫚酸為原料，合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯。研究發(fā)現(xiàn)，棕櫚酸和l-抗壞血酸的摩爾比為1:36時效果最佳，而且若采用發(fā)煙硫酸，收率反而下降。表明酯化反應的進行程度與溶劑的含水量有密切關系。直接酯化法的主要步驟分為：把十六酸加入到濃硫酸中待十六酸全部溶解加入抗壞血酸發(fā)生酯化反應并進行充分攪拌一定的時間靜置16h把這種混合物慢慢倒入快速攪拌的冰塊中，使l-抗壞血酸棕櫚酸酯結晶用乙酸乙酯萃取分液抽濾得到粗

32、產(chǎn)品用石油醚洗去雜質再次進行抽濾得到粗產(chǎn)品18。1.2.6實驗方法的確定通過以上幾種方法的比較，直接酯化法具有反應條件溫和，操作簡單，實驗藥品便宜，藥品用量少等優(yōu)點，比較適合實驗室中進行，所以，我確定了直接酯化法作為我合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯的方法。1.3 l-抗壞血酸棕櫚酸酯的鑒定在進行實驗過程中，實驗的最終產(chǎn)物的質量決定著實驗的成敗與否，所以，實驗過后的鑒定工作就顯著至關重要了。選擇一種正確的鑒定方法對我們在理解工藝原理、分析工藝問題、設計工藝方案有很大的幫助。對于本文來說，在生產(chǎn)過程中，不論用酶合成法還是化學合成法，都需要對最終產(chǎn)物進行鑒定。首先用tlc方法證明產(chǎn)品成份，再用hplc、n

33、mr、等方法進一步證實產(chǎn)品即為l-抗壞血酸棕櫚酸酯。作為實用抗氧化劑，它還需要滿足各種質量指標。fao/who,1977發(fā)布的質量指標主要有含量、比旋光度、硫酸鹽灰分、干燥失重、砷、重金屬等20。 本文采用了熔點的測定和旋光度的測定來確定產(chǎn)物的質量及純度。第二章 實驗方案2.1合成路線2.1.1調節(jié)反應物配比進行實驗通過閱讀文獻，最終確定用直接酯化法來合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯這一實驗方案。以l-抗壞血酸和十六酸為原料，用濃硫酸為催化劑，。本實驗先固定l-抗壞血酸的量，通過調節(jié)十六酸的量，使l-抗壞血酸與十六酸的摩爾比在1：1-1：1.3之間進行物料的不同配比實驗。具體操作步驟如下：1. 先確定

34、好反應物配比，稱量3.5gl-抗壞血酸和一定量的十六酸；2. 向三口瓶中加入35ml濃硫酸和十六酸，控制溫度為30，加熱攪拌，直到十六酸完全溶解；3. 待十六酸溶解后稍微降溫，加入事先稱量好的l-抗壞血酸，繼續(xù)加熱，控制溫度仍為30，繼續(xù)攪拌4小時,拌完成后靜置18h；4. 將事先準備好的冰水倒入三口瓶中，析出結晶，加入乙酸乙酯，加速攪拌使其溶解，溶液呈棕黃色；5. 趁熱萃取分液，分出下層水層，再用溫水洗滌，分離出上層黃色產(chǎn)品層；6. 將產(chǎn)品從分液漏斗上口倒入燒杯中冷卻、凝固；7. 將已凝固的產(chǎn)品進行抽濾，用石油醚多次洗滌濾餅，將濾餅在實驗室中自然放置一段時間，再放入烘箱當中5-6h，就得到最

35、終產(chǎn)物。2.1.2加入氯化亞砜提高產(chǎn)率為提高實驗中l(wèi)-抗壞血酸棕櫚酸酯的產(chǎn)率，實驗后期在酯化過程中緩慢加入少量氯化亞砜，用于與酯化反應中產(chǎn)生的水，打破反應平衡，使反應向著生成l-抗壞血酸棕櫚酸酯的方向移動，從而提高產(chǎn)率。第三章 實驗部分3.1原料、產(chǎn)物、溶劑及其它試劑的物化性質通過文獻查的，各藥劑的性質如下：1. 棕櫚酸（十六酸）英文名稱：palmitic acid 或hexadecanoic acid分子式：c16h32o2分子結構：相對分子質量：256.42性 狀：白色帶珠光的磷片性 質：不溶于水，微溶于石油醚，溶于乙醇。易溶于乙醚，氯仿和醋酸；熔點63.1，沸點 351.5，相對密度0.

36、8388。2. l-抗壞血酸（維生素c）英文名稱：l-ascorbic acid（vitamin c）分子式： c6h8o6分子結構： 相對分子質量：176.13 性 狀：無色晶體性 質：水溶性維生素c，呈酸性；加熱或在溶液中易氧化分解，在堿性條件下更易被氧化；紫外吸收最大值：245nm，熔點190-192，比旋度+20.5+21.5；3. 硫酸英文名稱：sulfuric acid分子式：h2so4相對分子質量：98.07性 狀：純品為無色黏稠油狀液體，工業(yè)品常含有雜質，則呈黃、棕色。性 質：是一種高沸點難揮發(fā)的強酸，易溶于水，能以任意比與水混溶，具有脫水性，強氧化性，高沸點難揮發(fā)，能與多種金

37、屬反應，也是良好的干燥劑。4. 乙酸乙酯英文名稱：ethyl acetate 分子式：ch3cooh相對分子質量：88.11分子結構：性 狀：無色透明液體，有水果香，易揮發(fā)。性 質：對空氣敏感，能吸水分，水分能使其緩慢分解而呈酸性反應。能與氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶。能溶解某些金屬鹽類（如氯化鋰、氯化鈷、氯化鋅、氯化鐵等）。相對密度0.902，熔點-83，沸點77，折光率1.3719，易燃，蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物。5. 氯化亞砜英文名稱：sulforous oxychloride分子式：socl2相對分子質量：118.97性 狀：淡黃色至紅色、發(fā)煙液體，有強烈刺激氣味。性 質：可混溶于苯

38、、氯仿、四氯化碳等有機溶劑。遇水水解，加熱分解。密度1.64g/cm3主要用于制造?；然铮€用于農藥、醫(yī)藥、染料等的生產(chǎn)。以二氯化硫與三氧化硫反應制取。6.石油醚 性 狀：無色透明液體，有煤油氣味。性 質：為戊烷和己烷的混合物，不溶于水，溶于無水乙醇、苯、氯仿、油類等多數(shù)有機溶劑。易燃易爆，與氧化劑可強烈反應。主要用作溶劑和油脂處理。7. l-抗壞血酸棕櫚酸酯英文名稱：l-ascorbyl palmitate分子式：c22h38o7分子結構： 相對分子質量：414.54性 狀：白色或微黃白色粉末狀固體,稍有柑橘氣味。性 質：熔點：107117，比旋度：+21+24；及微溶于水及植物油，易溶

39、于無水乙醇和無水甲醇、乙醚中，在極稀溶液中易氧化含量逐漸減少,在濃縮狀態(tài)或結晶狀態(tài)l-抗壞血酸棕櫚酸酯就很穩(wěn)定。室溫下，4.5ml無水乙醇可溶解本品1g，其溶解度隨溫度升高而增大。8. 甲醇 英文名稱：methyl alcohol 分子式：ch3oh 相對分子質量：32.04 性 狀：無色易揮發(fā)或易燃的液體。 性 質：能與水和多數(shù)有機溶劑混溶，熔點：97.8。3.2實驗儀器與藥品本實驗所需儀器與藥品見表：表3-1 實驗儀器與試劑表table 3-1 experimental instrument and reagents table儀器與藥品廠家精密直流電動攪拌器天津華星偉業(yè)實驗儀器有限公司d

40、-8401型多功能攪拌器天津華星偉業(yè)實驗儀器有限公司df-101s集熱式恒溫加熱磁力攪拌器鞏義市予華儀器有限責任公司旋轉蒸發(fā)儀re52-99上海亞榮生化儀器廠bsa224s-cw型電子天平上海精密科學儀器有限公司xt4a-顯微熔點測定儀北京市科儀電光儀器廠shz-d()循環(huán)水式真空泵鞏義市英峪華儀器廠wxg-4圓盤旋光儀上海精密科學儀器有限公司l-抗壞血酸天津市博迪化工股份有限公司棕櫚酸天津市博迪化工股份有限公司氯化亞砜天津市博迪化工股份有限公司濃硫酸（分析純）沈陽經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)試劑廠乙酸乙酯天津市博迪化工股份有限公司甲醇天津市博迪化工股份有限公司石油醚天津市博迪化工股份有限公司3.3l-抗壞

41、血酸棕櫚酸酯的合成3.3.1反應方程式3.3.2反應物配比的不同對反應產(chǎn)率的影響本實驗通過酯化反應合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯，固定一種比較昂貴的l-抗壞血酸的量為3.5g，通過配比的不同，取不同量的十六酸，以98.3%的濃硫酸作為催化劑，保持反應溫度為30，攪拌4h，靜置18h。3.3.3反應溫度對反應產(chǎn)率的影響本實驗以35ml98.3%的濃硫酸作催化劑，l-抗壞血酸（3.5g）與棕櫚酸的摩爾比為1:1，在不同反應溫度下，攪拌4h，靜置18h，考察反應溫度對反應產(chǎn)率的影響。3.3.4攪拌時間對反應產(chǎn)率的影響本實驗以35ml98.3%的濃硫酸作催化劑，l-抗壞血酸（3.5g）與棕櫚酸的摩爾比為1:

42、1，在30下，經(jīng)過不同攪拌時間后，靜置18h，考察攪拌時間對反應產(chǎn)率的影響。3.3.5反應過程中加入氯化亞砜對反應產(chǎn)率的影響本實驗以35ml98.3%的濃硫酸作催化劑，抗壞血酸（3.5g）與棕櫚酸的摩爾比為1:1，在30下，經(jīng)過攪拌4h后，靜置18h，在加入抗壞血酸后的攪拌過程中緩慢滴加氯化亞砜（4ml），考察氯化亞砜對反應產(chǎn)率的影響。圖3-2 合成抗壞血酸棕櫚酸酯的投料表table 3-2 synthesis of ascorbyl palmitate feeding table原料名稱分子式分子量摩爾比投料量g備注l-抗壞血酸c6h8o6176.131.03.50分析純棕櫚酸c16h32o

43、2256.421.05.12分析純氯化亞砜socl2118.974.05通過加入氯化亞砜，反應產(chǎn)率可以從28.64%多提高到47.5%，效果非常好。3.4產(chǎn)品的鑒定與分析1.熔點測定熔點測定也就是我們常說的測量晶體的熔點。因為固體分為兩種，一種為晶體，一種為非晶體，因為非晶體沒有自己固定的熔點，所以不能測量。本實驗需要用該法測定l-抗壞血酸棕櫚酸酯的熔點，從而判斷產(chǎn)品的純度。由于實驗條件的關系，選用顯微熔點測定儀來測定熔點，具體步驟如下：在測定時，取一個臺燈放在加熱臺旁邊，使用的時候打開臺燈直接照射加熱臺，目前顯微熔點測定儀多是這種結構。開始測定時取很少量的樣品，用鑷子尖挑一點即可，放在載玻片

44、上，蓋上蓋玻片，輕輕研磨，讓樣品形成很薄的一層。在顯微鏡下觀察，樣品最好為分散的很小的顆粒，能看到顆粒形狀即可，顆粒太小不利于觀察，顆粒太大測量不準，更不能形成一片，因為樣品如果堆積在一起，導熱會不均勻，一方面熔點測不準，另一方面會使熔程變長。準備好樣品后蓋上熱臺上配的玻璃片，這主要是防止揮發(fā)樣品污染物鏡，調整焦距后就可以加熱了。通常載玻片比較厚，導熱比較慢，可以使用兩個蓋玻片夾住樣品，對于不揮發(fā)的樣品可以只用一片蓋玻片托住樣品，而不在樣品上加蓋。熱臺上的玻璃片也可以不加，但建議加，可以保護物鏡。重要的是每次測定要采用同樣的方法，因為樣品加不加蓋，熱臺加不加蓋，測定的結果都是不同的，有時誤差還

45、相當?shù)拇蟆＜訜釙r，開始升溫速度可快一些，當達到預計熔點溫度以下1020度時將升溫速度調到每分鐘13度，如果是指針式的電壓表，按我的經(jīng)驗調到50，升溫速度就比較快了，接近熔點時調到25左右就可以了（現(xiàn)在有些熔點測定儀可以程序升溫，可以事先設定好這些參數(shù)，比較方便），具體情況還需要使用中摸索。當顆粒形狀變圓或出現(xiàn)明顯液滴時記錄初熔點，視野內完全變成液體時記錄終熔點。升華樣品一定要加蓋，否則還沒到熔點，你的樣品就不見了。有些樣品在低于熔點的溫度會發(fā)生晶型的轉變，這時就需要靠經(jīng)驗來分辨是達到了初熔點，還是晶型變化。2.旋光度測定有些有機化合物，特別是很多的天然有機化合物，都是手性分子，能使偏振光的振動

46、平面旋轉一定的角度a，能使偏振光左旋轉的為左旋性物質，使偏振光右旋轉的為右旋性物質。旋光度的測定對于研究具有光學活性的分子的構型及確定某些反應機理具有重要的作用。其反應機理是從鈉光源發(fā)出的光，通過一個固定的nikol棱鏡起偏鏡變成平面偏振光。平面偏振光通過裝有旋光物質的盛液管時，偏振光的振動平面會向左或向右旋轉一定的角度。只有將檢偏棱鏡向左或向右旋轉同樣的角度才能使偏振光通過到達目鏡。向左或向右旋轉的角度可以從旋光儀刻度盤上讀出，即為該物質的旋光度。將實驗條件下測得的旋光度通過換算，即可得到光學活性物質的比旋度，這對鑒定旋光性化合物是必不可少的，并可計算出旋光性物質的光學純度。比旋光度是物質特

47、性常數(shù)之一，測定旋光度，可以檢驗旋光性物質的純度和含量，其計算公式為： 式中： 為標尺盤轉動角度的讀數(shù)，即旋光度； 為旋光管的長度，單位為分米（dm）；具體的實驗步驟如下：1.旋光儀零點的校正：在測定樣品前，需要先校正旋光儀的零點。 將放樣管洗好，左手拿住管子把它豎立，裝上蒸餾水，使液面凸出管口。將玻璃蓋沿管口邊緣輕輕平推蓋好，不能帶入氣泡，旋上螺絲帽蓋，漏水，不要過緊。將樣品管擦干，放入旋光儀內罩上蓋子，開啟鈉光燈，將標天盤調至零點左右，旋轉粗動、微動手輪，使視場內和部分的亮度均一，記下讀數(shù)。 重復操作至少5次，取平均值，若零點相差太大時，應把儀器重新校正。 2.旋光度的測定：準確稱取2.5

48、g樣品（如葡萄糖）放在10ml容量瓶中配成溶液，依上法測定其旋光度，這時 所得的讀數(shù)與零點之間的差值即為該物質的旋光度。第四章 結果與討論合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯的方法包括：酶催化法、直接酯化法、研磨法、生物法、酰氯法。在眾多合成方法中，濃硫酸催化的直接酯化法是工藝比較簡單的方法之一。但反應過程中使用大量的濃硫酸、苯和氯仿等腐蝕性強或有毒性藥品，不但對人的身體有損害，而且提高了反應成本。本文主要用濃硫酸做催化劑，用乙酸乙酯作為催化劑，石油醚洗滌的方法，有效的取代了氯仿等有毒產(chǎn)品。并且產(chǎn)出的產(chǎn)品外觀好，色澤純正，帶有銀白色光芒。進行了多組實驗分析，其濃度和旋光度測試結果如下：表4.1 物料配比不

49、同情況下合成產(chǎn)物的測定數(shù)據(jù)table 4.1 material ratio of the measured data of the synthesized product in different circumstances序 號vc與棕櫚酸摩爾比反應收率（）熔點（）旋光度1:1.028.6485108+18261:1.136.27105111+25281:1.238.90106110+ 21251:1.339.71107111+2124通過以上實驗可以看出，第四組實驗數(shù)據(jù)與理論值比較接近，其熔點為107111與理論值107117比較接近，其旋光度為+2124與理論值+21+24正好一樣，純度

50、很好。在合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯的過程中，萃取過程是非常重要的。將靜置18h的溶液重新組裝在鐵架臺上加熱，控制溫度為35，加入已經(jīng)準備好的冰水，使產(chǎn)品析出，再加入乙酸乙酯溶解溶劑中的l-抗壞血酸棕櫚酸酯，由于l-抗壞血酸棕櫚酸酯遇冷很容易析出，所以，在將溶液倒入分液漏斗中時一定要趁熱，并且分液漏斗要提前放在烘箱中加熱，進行這些操作主要是為了防止l-抗壞血酸棕櫚酸酯遇到冷壁而析出。4.1 不同因素對反應產(chǎn)率影響的具體分析4.1.1反應物配比的不同對反應產(chǎn)率的影響反應物配比的不同對反應產(chǎn)率有一定的影響。由于酯化反應是可逆反應，在反應的過程中，可以使一種反應物過量，讓另一種反應物盡可能的反應完全，從

51、而打破化學反應平衡，使化學反應向著目標產(chǎn)物方向移動，從而提高產(chǎn)率。而且，這種方法還可以有效的降低反應的成本。由于反應過程中，兩種反應物的價位不同，l-抗壞血酸的價位與棕櫚酸相比較高，所以，固定了l-抗壞血酸的量，調整棕櫚酸的量，使l-抗壞血酸盡可能多的參與到反應當中，這樣就可以降低整體反應成本。具體反應產(chǎn)率情況如下：表4.2 反應物配比對反應產(chǎn)率的影響table4.2 finfluences of material ratio on yield of product實驗序號棕櫚酸與vc摩爾比反應產(chǎn)率（）1:128.641.1:136.271.2:138.901.3:139.71圖4.1物料配比

52、對反應產(chǎn)率的影響fig4.1 finfluences of material ratio on yield of product通過這四組數(shù)據(jù)我們可以看出，第一組反應的產(chǎn)率相對較少只有28.64%，而第四組數(shù)據(jù)產(chǎn)率增加到了39.71%，產(chǎn)率整整增加了11.07%，從這我們可以看出，隨著棕櫚酸用量的增加，反應的產(chǎn)率在不斷的提高。根據(jù)這四組的反應產(chǎn)率折線圖我們可以看出，折線逐漸變得平緩，反應產(chǎn)率增加的幅度逐漸減小，我們可以推測出，當棕櫚酸增加到一定程度時，在相同條件下，反應產(chǎn)率會達到最大值，不管棕櫚酸再怎么增加，反應產(chǎn)率將不再發(fā)生變化。同時再繼續(xù)增加棕櫚酸的量的話，將會導致剩余廢液中含有大量的棕櫚

53、酸，不但浪費了藥品，而且還大大的提高了實驗的費用，因此反應中棕櫚酸的用量要適中。綜上所述，當反應物配比為1：1.3的時候，反應產(chǎn)率最高。4.1.2 反應溫度的不同對反應產(chǎn)率的影響反應溫度對反應產(chǎn)率有一定影響。當反應溫度逐漸升高的時候，破壞了反應平衡，使反應向著目標產(chǎn)物方向移動，反應的產(chǎn)率會隨著溫度的增加而增加，從而提高了反應的產(chǎn)率。同時，酯化反應是可逆反應，反應初期，要想使棕櫚酸與l-抗壞血酸充分反應，就要使棕櫚酸全部溶解到濃硫酸中，使棕櫚酸l-與抗壞血酸充分接觸。由于棕櫚酸藥品呈小片裝，而且不容易溶解到濃硫酸中。所以，在溶解過程中也要加一定的熱量，有助于棕櫚酸溶解到濃硫酸當中。具體反應產(chǎn)率情

54、況如下： 表4.3 反應溫度對反應產(chǎn)率的影響table 4.3 influences of tempreture on yield of product實驗序號反應溫度（）反應產(chǎn)率（）2010.813028.644025.3250圖4.2 溫度對反應產(chǎn)率的影響fig 4.2 influences of tempreture on yield of product通過以上反應時間對反應產(chǎn)率的影響，從第一組和第二組數(shù)據(jù)我們了解到，當溫度在20到30之間，反應產(chǎn)率在持續(xù)的增加，根據(jù)折線圖來看，增加的速度而且很快，從圖表顯示來看，當反應溫度保持在30，在其它條件相同的情況下，反應產(chǎn)率是最高的。從第三組

55、數(shù)據(jù)開始，也就是從30開始，根據(jù)折線圖，該反應產(chǎn)率開始下降，反應溫度從30到40，反應產(chǎn)率下降速度不是很快，當反應溫度從40到50，反應產(chǎn)率急速下降，當達到50的時候，反應產(chǎn)率基本沒有產(chǎn)品產(chǎn)出。這是由于l-抗壞血酸性質不穩(wěn)定，當溫度達到50的時候，l-抗壞血酸很快便分解了，基本沒有與棕櫚酸反應，所以，基本沒有目標產(chǎn)物的產(chǎn)生。綜上所述，當反應溫度為30時，反應產(chǎn)率最高。4.1.3攪拌時間對反應產(chǎn)率的影響由于我們進行的反應是酯化反應，反應過程中不僅需要兩種反應物以及催化劑之間充分接觸，而且酯化反應是可逆反應，當反應開始進行的時候，正逆反應同時進行，當反應真正達到平衡的時候，反應才算結束。所以，要想反應達到平衡是需要一段時間的，這就對該反應的攪拌時間有一定的要求了。攪拌時間的長短不但與達到平衡的時間有關，而且對于兩種反應的接觸時間也有一定關系。攪拌時間的增長，可以使兩種反應物接觸時間增加，使他們能夠更加充分的反應，從而提高目標產(chǎn)物的產(chǎn)率。具體產(chǎn)率情況如下：表4.4 攪拌時間對反應產(chǎn)率的影響table 4.4 stirring time on the influence of reaction yield實驗序號攪拌時間（h）反應產(chǎn)率（）110.92219.72325.13428.64圖4.3 攪拌時間對反