本(ben)發(fa)明屬于分子(zi)學領域(yu)，尤其(qi)涉及一種(zhong)由1,3-二氯丙(bing)酮(tong)制備1,3-二羥基丙(bing)酮(tong)的方法。

背景技術：

二羥基(ji)丙酮，簡(jian)寫為(wei)DHA，是最簡(jian)單的(de)(de)三碳酮糖，外觀是白(bai)色或類白(bai)色粉末狀結晶，具有甜、涼的(de)(de)味道，易吸濕并分(fen)解。一般狀態下是二聚體(ti)(ti)的(de)(de)結晶，是一種重要的(de)(de)化工、生化原料，醫藥、農藥合成中(zhong)間體(ti)(ti)和功(gong)能添加劑。

二羥基(ji)丙(bing)酮主要可用作(zuo)化(hua)妝(zhuang)品的(de)(de)配方原(yuan)料，尤(you)其作(zuo)為防(fang)曬霜有特殊效果，能(neng)阻(zu)止(zhi)皮膚水份的(de)(de)過(guo)度(du)蒸發，對皮膚起到保濕、防(fang)曬和(he)防(fang)紫外線輻(fu)射的(de)(de)作(zuo)用。DHA中的(de)(de)酮官能(neng)團(tuan)可與皮膚角蛋白的(de)(de)氨基(ji)酸和(he)氨基(ji)基(ji)團(tuan)起反應(ying)形成褐色(se)聚合物，所以還(huan)可用做日曬膚色(se)的(de)(de)模擬(ni)劑。

二羥基(ji)丙(bing)酮(tong)是糖代謝的(de)中間(jian)產物，在糖代謝過(guo)程中起著重要作(zuo)用，具有(you)降低豬體(ti)脂肪(fang)(fang)的(de)作(zuo)用，提(ti)高瘦(shou)肉率(lv)。如日(ri)本科技人員經過(guo)試驗(yan)證(zheng)明，在豬飼料中加入一定量(liang)的(de)二羥基(ji)丙(bing)酮(tong)和丙(bing)酮(tong)酸鹽(鈣鹽)的(de)混合物(按3:1的(de)重量(liang)比配合)，能減少豬背(bei)肉的(de)脂肪(fang)(fang)含量(liang)12％～15％。

二(er)羥(qian)基丙酮的補充(chong)能(neng)夠提(ti)高機體代謝(xie)率(lv)(lv)和脂(zhi)肪酸氧化，可能(neng)潛(qian)在地有效燃燒脂(zhi)肪而降(jiang)低體脂(zhi)和延緩(huan)體重(zhong)獲得，長期補充(chong)可能(neng)使血糖利用率(lv)(lv)增(zeng)加而節(jie)省肌糖元，對運動員則可以(yi)提(ti)高有氧耐力成績(ji)。

二(er)羥基丙酮還(huan)可(ke)直接作為一(yi)種抗(kang)病毒試劑，在制(zhi)革工業中皮革制(zhi)品(pin)的(de)保(bao)護(hu)劑。另外(wai)，果(guo)蔬、水(shui)產品(pin)和肉制(zhi)品(pin)的(de)防(fang)腐(fu)保(bao)鮮劑。

二(er)羥基丙(bing)酮的工業生(sheng)產方法(fa)目前是利用微生(sheng)物分批發酵。但該法(fa)的主要問題(ti)是底(di)物甘油和產物DHA在(zai)培養(yang)基中(zhong)濃(nong)度過高時(積累(lei)達到或超(chao)過80-120g/L)，產生(sheng)了(le)高滲透壓，使得發酵菌體(ti)裂解、失活(huo)，從而(er)導致DHA的產率難以提高。

甘(gan)(gan)油催化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)法是(shi)指在(zai)(zai)溫和的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應條(tiao)件下，利用貴金屬催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，以純(chun)水為溶劑(ji)，氧(yang)氣作為氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，將液相(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)甘(gan)(gan)油進(jin)行(xing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應。但是(shi)，目前(qian)這個反(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)(de)產(chan)率還(huan)不是(shi)很(hen)高，在(zai)(zai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程中(zhong)，可產(chan)生一系列的(de)(de)(de)副產(chan)物(wu)，如(ru)甘(gan)(gan)油酸、丙(bing)(bing)醇二酸、丙(bing)(bing)酮(tong)二酸，羥基丙(bing)(bing)酮(tong)酸等。反(fan)(fan)(fan)應后體(ti)系中(zhong)尚余大量(liang)未轉化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)甘(gan)(gan)油，因(yin)此從甘(gan)(gan)油部分氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)產(chan)物(wu)中(zhong)分離(li)純(chun)化(hua)(hua)(hua)(hua)二羥基丙(bing)(bing)酮(tong)比較麻(ma)煩，還(huan)有待進(jin)一步研究。

技術實現要素：

本發明的(de)目的(de)在于提(ti)供一種由1,3-二(er)氯丙酮制備1,3-二(er)羥(qian)基丙酮的(de)方法，旨(zhi)在解決目前的(de)二(er)羥(qian)基丙酮的(de)生產(chan)中DHA的(de)產(chan)率(lv)難以提(ti)高，氧(yang)化(hua)過程(cheng)中從甘油的(de)部(bu)分氧(yang)化(hua)產(chan)物中分離純(chun)化(hua)二(er)羥(qian)基丙酮比較麻煩的(de)問題。

本發(fa)明一(yi)種(zhong)由1,3-二(er)氯(lv)丙(bing)酮制備1,3-二(er)羥基丙(bing)酮的(de)方(fang)法，包括以下步驟(zou)：

以1,3-二(er)氯丙酮(tong)和(he)乙二(er)醇為(wei)原料，對甲苯磺酸為(wei)催化劑，在(zai)0℃～110℃的溫度下，反應1小(xiao)時～30小(xiao)時，生(sheng)成1,3-二(er)氯丙酮(tong)乙二(er)醇縮(suo)酮(tong)。

然后加入一定質量分數的氫氧化鈉，在堿性條件下進行水解(jie)，1,3-二(er)(er)氯丙酮乙二(er)(er)醇(chun)縮酮脫去氯原(yuan)子，被(bei)羥(qian)基取代，生成1,3-二(er)(er)羥(qian)基丙酮乙二(er)(er)醇(chun)縮酮。

最后加入硫酸(suan)酸(suan)化，使(shi)溶液(ye)呈酸(suan)性，1,3-二(er)羥基(ji)丙(bing)酮(tong)(tong)乙二(er)醇縮(suo)酮(tong)(tong)在酸(suan)性條件(jian)下水解(jie)，得(de)到含有(you)二(er)羥基(ji)丙(bing)酮(tong)(tong)和乙二(er)醇的(de)混(hun)(hun)合液(ye)，將混(hun)(hun)合液(ye)經酸(suan)堿中和、除(chu)鹽濃縮(suo)，然后重(zhong)結晶過濾，即可得(de)到二(er)羥基(ji)丙(bing)酮(tong)(tong)晶體(ti)。

進一步，1,3-二氯丙酮和乙(yi)二醇為(wei)原(yuan)料的制備(bei)方法為(wei)：

稱取(qu)一定質量1,3-二氯丙(bing)酮(tong)，置入裝(zhuang)有攪拌器(qi)及分水(shui)器(qi)的四口(kou)燒瓶(ping)內，在加熱下不斷攪拌，使(shi)1,3-二氯丙(bing)酮(tong)熔(rong)化，再將(jiang)乙二醇由滴(di)(di)液漏(lou)斗(dou)緩(huan)慢滴(di)(di)入四口(kou)燒瓶(ping)，使(shi)溫(wen)度保持在50℃以下，滴(di)(di)加完后升溫(wen)到(dao)70℃～110℃，反應1～30小(xiao)時。

進一步，所述(shu)將混合物(wu)蒸發濃縮(suo)，然后重結晶過濾，濾液(ye)為含硫酸鈉(na)溶液(ye)。

進一步，所(suo)述最后加入(ru)硫酸(suan)(suan)酸(suan)(suan)化，使溶液(ye)呈酸(suan)(suan)性(xing)，1,3-二羥基丙酮乙二醇縮酮在酸(suan)(suan)性(xing)條(tiao)件(jian)(jian)下水解(jie)，反應(ying)條(tiao)件(jian)(jian)為(wei)：pH為(wei)1～5，水解(jie)溫度0～10攝氏度。

進(jin)一步(bu)，以1,3-二(er)氯丙(bing)酮(tong)和乙(yi)二(er)醇(chun)為(wei)原(yuan)料中，按摩爾(er)比計，乙(yi)二(er)醇(chun):1,3-二(er)氯丙(bing)酮(tong)＝1:1～3:1。

進一步，用于縮酮反應(ying)使用的(de)酸(suan)催化(hua)劑為對甲(jia)基苯(ben)磺酸(suan)或用無(wu)(wu)水(shui)氯化(hua)氫、硫酸(suan)、磷酸(suan)等無(wu)(wu)水(shui)強(qiang)酸(suan)中(zhong)的(de)一種替(ti)代，優選對甲(jia)基苯(ben)磺酸(suan)。

進(jin)一步(bu)，所述對甲苯磺酸(suan)為催化劑中，對甲苯磺酸(suan)用量(liang)(liang)為1,3-二(er)氯丙酮和乙二(er)醇混合(he)物(wu)質量(liang)(liang)的2.0％-8％。

進(jin)一步，加入(ru)一定質(zhi)量分數的氫氧(yang)(yang)化鈉(na)，在堿性(xing)(xing)條件下進(jin)行水解中，1,3-二氯丙酮乙二醇縮酮與(yu)氫氧(yang)(yang)化鈉(na)的摩(mo)爾比為1:2；堿性(xing)(xing)水解條件為：反應溫度為60℃～100℃，反應時間(jian)為1小(xiao)(xiao)時～6小(xiao)(xiao)時，氫氧(yang)(yang)化鈉(na)的質(zhi)量分數為10％～30％。

進一(yi)步，所述(shu)在酸(suan)(suan)(suan)性條件(jian)下(xia)水解，使用的酸(suan)(suan)(suan)或為鹽酸(suan)(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)(suan)、硝酸(suan)(suan)(suan)及酸(suan)(suan)(suan)性強的有機酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)的一(yi)種。

進(jin)一步，以(yi)1,3-二(er)氯(lv)丙(bing)酮和(he)乙二(er)醇為(wei)原料，按摩(mo)爾比計，優選乙二(er)醇:1,3-二(er)氯(lv)丙(bing)酮＝1.1:1。

本發明提供的(de)一種由(you)1,3-二(er)氯(lv)丙酮(tong)制備(bei)1,3-二(er)羥基丙酮(tong)的(de)方法轉化率高，選擇(ze)性好，產物容易分離提純；

本發明(ming)(ming)的(de)二(er)羥(qian)基(ji)丙(bing)酮的(de)收率達到60％以上；本發明(ming)(ming)提(ti)供了一種新的(de)可用(yong)于工業化(hua)生(sheng)產二(er)羥(qian)基(ji)丙(bing)酮的(de)路徑，與生(sheng)物法相比，具有產率高，成本低，操(cao)作簡單和易分離等優點，便于工業化(hua)生(sheng)產。

附圖說明

圖1是本(ben)發(fa)明實(shi)施例提(ti)供的由(you)1,3-二氯(lv)丙酮制備(bei)1,3-二羥基丙酮的方法流程圖。

具體實施方式

為(wei)了(le)使本(ben)(ben)發(fa)明的(de)目的(de)、技術方案及優點更加清(qing)楚明白，以下結合(he)實施(shi)(shi)例，對(dui)本(ben)(ben)發(fa)明進行進一(yi)步詳細說明。應當理(li)解(jie)，此處所描述的(de)具體實施(shi)(shi)例僅(jin)僅(jin)用以解(jie)釋本(ben)(ben)發(fa)明，并不(bu)用于限定(ding)本(ben)(ben)發(fa)明。

下面結(jie)合附(fu)圖對本發明的應用原(yuan)理作詳細描述。

如圖1所(suo)示，本(ben)發明(ming)實施(shi)例提(ti)供的由1,3-二(er)氯丙酮(tong)制(zhi)備1,3-二(er)羥(qian)基丙酮(tong)的方法，包括以下(xia)步驟：

S101：以(yi)1,3-二(er)氯丙(bing)酮(tong)和乙二(er)醇為原料，對甲苯磺(huang)酸為催(cui)化劑，在0℃～110℃的溫度(du)下，反應1小時～30小時，生成1,3-二(er)氯丙(bing)酮(tong)乙二(er)醇縮酮(tong)，該步驟主要是進行羰(tang)基保(bao)護。

S102：然(ran)后(hou)加(jia)入一定質量分(fen)數的(de)氫氧化鈉(na)，在堿性條件下進行水(shui)解，1,3-二(er)氯丙(bing)酮(tong)乙(yi)二(er)醇(chun)縮酮(tong)的(de)氯原子被羥(qian)基(ji)取代，得(de)到1,3-二(er)羥(qian)基(ji)丙(bing)酮(tong)乙(yi)二(er)醇(chun)縮酮(tong)。

S103：最(zui)后加入(ru)硫(liu)酸酸化，使溶液(ye)呈(cheng)酸性(xing)，得到含(han)有二羥基丙(bing)酮和乙二醇的混合(he)物(wu)，將混合(he)物(wu)進行酸堿中和，蒸發濃縮除鹽，然后重結晶過濾，既可得到二羥基丙(bing)酮晶體。

本發明提供(gong)的一種由(you)1,3-二氯丙酮(tong)制備1,3-二羥基丙酮(tong)的方(fang)法轉化(hua)率高(gao)，選擇性(xing)好，產物容易分離提純。

本(ben)發明(ming)的(de)二羥基丙酮的(de)收(shou)率(lv)達到(dao)60％以上；本(ben)發明(ming)提供了一(yi)種(zhong)新(xin)的(de)可用于工業化生產二羥基丙酮的(de)路徑(jing)，與生物法相比，具(ju)有產率(lv)高，成(cheng)本(ben)低，操(cao)作簡單和(he)易分離等優點，便于工業化生產。

下面結(jie)合具體實施(shi)例對本發(fa)明(ming)的(de)應用效果作詳細的(de)描述(shu)。

實施例1：

稱取12.7g 1,3-二(er)氯丙(bing)酮置入(ru)(ru)裝有攪(jiao)拌(ban)器及(ji)分水(shui)器的(de)(de)四口燒瓶(ping)內，在(zai)加(jia)熱下(xia)(xia)，不斷攪(jiao)拌(ban)，將1,3-二(er)氯丙(bing)酮熔化為(wei)液體，再(zai)將6.9g的(de)(de)乙二(er)醇(chun)由(you)滴(di)(di)液漏(lou)斗(dou)緩慢滴(di)(di)入(ru)(ru)四口燒瓶(ping)，使溫(wen)度(du)保(bao)持(chi)在(zai)50℃以下(xia)(xia)，滴(di)(di)加(jia)完后升溫(wen)到110℃，反應4小時(shi)。得到透(tou)明粘稠的(de)(de)縮(suo)酮產物。

將8.0g的氫氧化(hua)鈉(na)(na)溶(rong)解于32ml蒸餾(liu)水中(zhong)，配成氫氧化(hua)鈉(na)(na)溶(rong)液。

將步驟(zou)(1)得到(dao)的(de)縮酮(tong)產(chan)物(wu)與步驟(zou)(2)的(de)氫氧化鈉溶(rong)液充分混合均勻，在溫度(du)為80度(du)下(xia)，反應(ying)5小時(shi)。

反應結(jie)束(shu)后(hou)，上述反應液(ye)經酸堿(jian)中和、脫鹽、濃(nong)縮(suo)，用pH為2的硫酸在冰水浴中進行水解，析出乙二(er)醇，清液(ye)經除鹽、濃(nong)縮(suo)后(hou)，重(zhong)結(jie)晶得到產品6.43g。

實施例2：

在燒杯中，置入12.7g 1,3-二(er)氯(lv)丙(bing)酮和(he)6.9g的乙二(er)醇，攪拌下升(sheng)溫至50℃，使二(er)氯(lv)丙(bing)酮熔(rong)化為液體并和(he)乙二(er)醇混(hun)合均勻，然后升(sheng)溫到110℃，使反應生(sheng)成的水分蒸出。

將(jiang)8.0g的(de)氫氧化(hua)(hua)鈉溶(rong)解于32ml蒸餾水中，配成(cheng)氫氧化(hua)(hua)鈉溶(rong)液。

將步(bu)驟(1)得到的縮酮產物與(yu)步(bu)驟(2)的氫氧化(hua)鈉溶液充分混合(he)均(jun)勻，在溫(wen)度為80℃下(xia)，反應5小(xiao)時(shi)。

反(fan)應(ying)結束后，將裝有上述混合物(wu)的燒杯置于(yu)冰水浴中，保持(chi)溫度低(di)于(yu)10℃，上述反(fan)應(ying)液經酸堿中和、脫鹽。

用pH為2的(de)硫酸在(zai)冰水浴中進行水解，析出乙二醇，清(qing)液經(jing)除鹽、濃縮(suo)后，重(zhong)結晶得到產品6.17g。

實施例3：

在燒(shao)杯中(zhong)，置入12.7g 1,3-二(er)氯(lv)丙(bing)(bing)酮和(he)6.9g的乙二(er)醇，使(shi)二(er)氯(lv)丙(bing)(bing)酮和(he)乙二(er)醇混合均勻，攪拌下(xia)升溫(wen)至110℃，使(shi)反應生成的水分蒸(zheng)出。

在(zai)步驟(1)得到的(de)產物(wu)中(zhong)加入8.0g的(de)氫氧化鈉和32ml蒸餾水(shui)，充(chong)分混合均勻(yun)，在(zai)溫度為80℃下反應6小時。

反(fan)應(ying)結束(shu)后，將裝有上述(shu)混合物的燒杯置于冰水浴中，保持溫度6℃，上述(shu)反(fan)應(ying)液經酸堿中和、脫鹽。

用(yong)pH為3的(de)硫(liu)酸在(zai)冰水浴中(zhong)進(jin)行水解，析出(chu)乙二醇(chun)，清液經除鹽(yan)、濃縮后，重結晶得到產品5.93g。

以上所(suo)述僅(jin)為(wei)本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的較佳實施例而已，并不(bu)用(yong)以限制(zhi)本(ben)發(fa)(fa)明(ming)，凡在(zai)本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的精神(shen)和原則之內所(suo)作的任(ren)何修(xiu)改、等同替(ti)換和改進等，均應包含在(zai)本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的保(bao)護范圍(wei)之內。