阅读说明：本技术 一种古龙酸酯化转化方法 (Esterification and conversion method of gulonic acid ) 是由 李学兵 慕金凤 张志� 于 2019-11-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种古龙酸酯化转化方法,该方法采用：首先将工业甲醇和浓硫酸混合均匀,在搅拌状态下加入古龙酸干品,采用阶段变温方式进行甲酯化反应,然后依次加入碳酸氢钠和去离子水,升温进行转化反应,反应结束后降温、离心分离即得抗环血酸钠。本发明的古龙酸酯化转化方法工艺简单、操作简单、成本低,可大大提高古龙酸至VC钠的摩尔转化率(比现有技术提高1.5%-3.2%),且适合大规模生产。(The invention relates to a gulonic acid esterification and conversion method, which comprises the following steps: firstly, industrial methanol and concentrated sulfuric acid are uniformly mixed, a gulonic acid dry product is added under the stirring state, a stage temperature changing mode is adopted for methyl esterification, then sodium bicarbonate and deionized water are sequentially added, the temperature is raised for conversion reaction, and after the reaction is finished, the temperature is reduced and centrifugal separation is carried out to obtain the sodium ascorbate. The gulonic acid esterification conversion method has the advantages of simple process, simple operation and low cost, can greatly improve the molar conversion rate of the gulonic acid to VC sodium (which is improved by 1.5 to 3.2 percent compared with the prior art), and is suitable for large-scale production.)

一种古龙酸酯化转化方法

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，特别是涉及一种古龙酸酯化转化方法。

背景技术

维生素C（VC）又称L-抗坏血酸，其具备的连二烯醇结构使它具有很强的抗氧化作用，广泛应用于医药保健、食品添加剂、化妆品及饲料添加剂等领域。

古龙酸转化为VC生产过程中不可或缺的环节之一，目前主要有酸转化和碱转化两种方法，其中碱转化法由东北制药总厂于 1979 年研制成功，为国内现行工艺，该技术是将古龙酸与甲醇在浓硫酸催化下酯化生成古龙酸甲酯，古龙酸甲酯在碳酸氢钠作用下发生内酯化反应转化为VC钠盐，再用阳离子交换树脂转化成VC。上述碱转化法虽然工艺简单，反应条件温和，但是转化率较低。很多学者在此基础上进行的改进优化，例如天津大学硕士研究生采用干氢树脂为催化剂，在自行研制的固定床催化反应器中液相反应得到古龙酸甲酯，进而与碳酸氢钠反应生成VC钠，其摩尔转化率提高了2.99%，但此工艺目前仍然无法应用于大规模生产；杜明辉等人于2011年采用碳酸钠代替碳酸氢钠进行内酯化反应，转化率提高到了96.01%，但得到的料色黄，会影响VC成品的消光；部分学者从装置方面入手，设计了在线脱水装置及连续生产装置，但尚未扩大生产。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种高酯化、高转化率，且适合大规模生产的古龙酸酯化转化方法。

为实现上述发明目的所采取的技术方案为：

一种古龙酸酯化转化方法，其特征在于其工艺步骤为：首先将工业甲醇和浓硫酸混合均匀，在搅拌状态下加入古龙酸干品，采用阶段变温方式进行甲酯化反应，然后依次加入碳酸氢钠和去离子水，升温进行转化反应，反应结束后降温、离心分离即得抗环血酸钠。

所述古龙酸干品、工业甲醇、浓硫酸、碳酸氢钠的用量比为：

M_{古龙酸干品}：V_工业甲醇：V_浓硫酸：M_碳酸氢钠=1kg：3～7L：0.015～0.045 L：0.49～0.60 kg。

所述古龙酸干品为含水量低于0.5%的古龙酸。

所述阶段变温方式为：先将反应物料升温至40～60℃，搅拌反应1～3h，然后继续升温至63℃～70℃，反应0.5～1h，最后降温至40～50℃，甲酯化反应结束。

所述转化反应的具体过程为：在搅拌状态下，向降温至40～50℃的甲酯化反应液中缓慢加入碳酸氢钠，搅拌反应20～30min，然后向反应体系中加入甲酯化反应液体积的0.8%～4.0% 去离子水，升温至55～65℃，充分反应3～6h。

所述降温是指将转化反应料液搅拌降温至0～5℃。

本发明是利用甲酯化反应的可逆性、温度灵敏性及水分对内酯化反应的影响等几个因素对国内现行碱转化工艺的优化改进，本发明较常规工艺（原料：古龙酸湿品，酯化反应：高温恒温反应，转化反应：不加水），具有以下优势：

1）反应前将古龙酸湿品干燥至水分0.5%以下，可使古龙酸湿品酯化反应体系的水分降低35%～50%，且高温反应时间缩短，逆反应时间缩短（酯化反应为放热反应），促使酯化率提高了2.0%～3.5%。

2）转化反应（内酯化反应）过程中加入了0.8%～4.0%去离子水，可以提高碳酸氢钠在反应体系中的溶解度，使碳酸氢钠可更加充分的参与反应，且在碳酸氢钠之后加水，减少了古龙酸甲酯的降解，古龙酸至VC钠的摩尔转化率提高了1.5%～3.2%。

综上所述，本发明的古龙酸酯化转化方法工艺简单、操作简单、成本低，可大大提高古龙酸至VC钠的摩尔转化率（比现有技术提高1.5%～3.2%），且适合大规模生产。

具体实施方式

下面结合实例对本发明的技术方案作详细说明。应该理解的是，实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。

实施例1：

（1）称量混悬：向20m³带夹层的反应釜中加入9m³工业甲醇，开启搅拌，缓慢加入45 L浓硫酸，继续搅拌，加入2000Kg（折纯）古龙酸干品（水分0.3%）。

（2）甲酯化反应：将体系温度缓慢升至40℃后搅拌反应3h，然后继续升温至63℃，反应1h。最后降温至40℃，甲酯化反应结束，酯化率为97.8%。

（3）转化（内酯化）反应：当体系温度降至40℃后，搅拌时缓缓加入1050Kg碳酸氢钠，搅拌反应30min，再向反应体系中加入88L去离子水，升温至55℃，充分反应6h。

（4）降温离心：将料液注入结晶罐，搅拌降温至2℃，离心分离得VC钠（即抗坏血酸钠）湿品，古龙酸至VC钠的摩尔转化率为91.7%。

实施例2：

（1）称量混悬：向20m³带夹层的反应釜中加入10.5m³工业甲醇，开启搅拌，缓慢加入45L浓硫酸，继续搅拌加入3000Kg（折纯）古龙酸干品（水分0.2%）。

（2）甲酯化反应：将体系温度缓慢升至50℃后搅拌反应2.0h，然后继续升温至65℃，反应0.7h。最后降温至45℃，甲酯化反应结束，酯化率为98.8%。

（3）转化（内酯化）反应：当体系温度降至45℃后，搅拌时缓缓加入1470Kg碳酸氢钠，搅拌反应30min，再向反应体系中加入330L去离子水，升温至60℃，充分反应4h。

（4）降温离心：将料液注入结晶罐，搅拌降温至0℃，离心分离得VC钠湿品，古龙酸至VC钠的摩尔转化率为92.7%。

实施例3：

（1）称量混悬：向20m³带夹层的反应釜中加入10m³工业甲醇，开启搅拌，缓慢加入60 L浓硫酸，继续搅拌加入1500Kg（折纯）古龙酸干品（水分0.4%）。

（2）甲酯化反应：将体系温度缓慢升至60℃后搅拌反应1.0h，然后继续升温至65℃，反应0.5h。最后降温至50℃，甲酯化反应结束。酯化率为99.3%。

（3）转化（内酯化）反应：当体系温度降至50℃后，搅拌时缓缓加入900Kg碳酸氢钠，搅拌反应30min，再向反应体系中加入480L去离子水，升温至65℃，充分反应3h。

（4）降温离心：将料液注入结晶罐，搅拌降温至0℃，离心分离得VC钠湿品，古龙酸至VC钠的摩尔转化率为93.4%。

对比实施例：

（1）称量混悬：向20m³带夹层的反应釜中加入11m³工业甲醇，开启搅拌，缓慢加入62 L浓硫酸，继续搅拌加入2000Kg（折纯）古龙酸湿品（水分6.8%）。

（2）甲酯化反应：将体系温度缓慢升至65℃，反应2.5h。最后降温至50℃，甲酯化反应结束。酯化率为95.8%。

（3）转化（内酯化）反应：当体系温度降至50℃后，搅拌时缓缓加入1040Kg碳酸氢钠，缓慢升温至65℃，充分反应4h。

（4）降温离心：将料液注入结晶罐，搅拌降温至0℃，离心分离得VC钠湿品，古龙酸至VC钠的摩尔转化率为90.2%。