“一鍋法”合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯工藝改進

祝顯虹, 鄭大貴, 周安西, 彭 亮

(上饒師范學院，江西省普通高校應用有機化學重點實驗室，江西 上饒 334001)

“一鍋法”合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯工藝改進

祝顯虹, 鄭大貴, 周安西, 彭 亮

(上饒師范學院，江西省普通高校應用有機化學重點實驗室，江西 上饒 334001)

在N, N-二甲基乙酰胺(DMAc)的促進下，棕櫚酸與SOCl2反應生成棕櫚酰氯。酰氯不分離直接與L-抗壞血酸反應得到L-抗壞血酸棕櫚酸酯。結果表明，在15mL DMAc和5mL CH2Cl2體系中，10℃下酰氯化反應0.5h后，接著在25℃下酯化反應6h，棕櫚酸10mol，n(棕櫚酸)∶n(SOCl2)∶n(L-抗壞血酸)=1.0∶1.3∶1.2, 反應收率為90.29%。本方法操作簡便，反應條件溫和，反應時間短，收率較高。

L-抗壞血酸棕櫚酸酯；一鍋法；N, N-二甲基乙酰胺

L-抗壞血酸棕櫚酸酯是一種無毒無害的多功能營養性抗氧保鮮劑[1]，是世界衛生組織食品添加劑聯合委員會認可的營養型抗氧化劑，耐高溫，適用于醫藥、保健品、化妝品等，也適用于烘烤煎炸用油的抗氧劑[2]，常用于含油食品、食用油、動植物油及高級化妝品中，也可用于嬰幼兒食品及奶粉中[3-4]。L-抗壞血酸棕櫚酸酯的合成工藝有酶催化法[5-6]、酯交換法[7-8]、直接酯化法[9]和酰氯法[10-11]。酰氯法制備L-抗壞血酸櫚酸酸酯通常是先由棕櫚酸與SOCl2反應得到棕櫚酸酰氯，棕櫚酸酰氯經分離純化后，再與L-抗壞血酸發生成酯反應。本文棕櫚酸酰氯化后，酰氯不分離，直接加入L-抗壞血酸與其反應得到L-抗壞血酸棕櫚酸酯，操作簡單，效果良好。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Avance 400核磁共振儀，X-6精密顯微熔點測定儀。

所用棕櫚酸和L-抗壞血酸為外購（純度≥98%），SOCl2（工業品，用前重蒸），DMAc（分析純，用前經預處理），CH2Cl2、乙酸乙酯、石油醚(60～90℃)（分析純），普通柱層析硅膠（0.05～0.074mm)。

1.2 實驗方法

單口燒瓶中依次加入棕櫚酸(2.564g，10mmol)、15mL DMAc和5mL CH2Cl2，室溫下攪拌溶解，冰水浴冷卻下緩慢滴加SOCl2(945μL，13mmol)，在10℃下反應0.5h，再直接加入L-抗壞血酸(2.114g，12mmol)，升溫并維持在25℃下反應6h。反應結束，往反應混合液中加入50mL乙酸乙酯和40mL蒸餾水，轉入分液漏斗，分出的水層用50mL乙酸乙酯再萃取一次，合并有機層。有機層用飽和食鹽水溶液洗至無L-抗壞血酸和DMAc存在(TLC跟蹤)，無水Na2SO4干燥，旋蒸有機溶劑得到粗產物。粗產物經柱層析純化得到白色粉末，基于棕櫚酸的反應收率為90.29%，熔點為112～115℃(文獻[12]值112～114℃)。1H NMR(400MHz，DMSO-d6)，δ：11.11(s, H, OH-2’)，8.40(s, 1H, OH-3’)，5.31(s, 1H, OH-5’)，4.67(d, J=1.2Hz, 1H, H-4’)， 4.08～3. 96(m, 3H, H-5’和H-6’)，2.31(t, J=7.2Hz, 2H, H-2)，1.54～1.50(m, 2H, H-3)，1.23(brs, 24H, H-4～H-15)，0.85(t, J=6.8Hz, 3H, H-16)。13C NMR(100MHz，DMSO-d6)，δc：173.20，170.81，152.65，118.65，75.47，65.96，64.91，33.85，31.76，29.51，29.48，29.36，29.18，28.93，24.84，22.56，14.41。

圖1 產物的核磁共振譜圖

2 實驗結果與討論

2.1 溶劑種類對反應收率的影響

單口燒瓶中加入棕櫚酸(2.564g，10mmol)、15mL溶劑和5mL CH2Cl2，室溫下攪拌溶解，冰水浴冷卻下緩慢滴加SOCl2(800μL，11mmol)，在0℃下反應2h，再加入L-抗壞血酸(2.818g，16mmol)，升溫并維持在25℃下反應6h?？疾觳煌磻軇Ψ磻章实挠绊?，結果見表1。由表1可知，以DMF為反應溶劑時，反應收率較低，可能的原因是：由于DMF?；忌蠠o烷基的誘導效應，DMF分子中氮原子上孤對電子的親核性不及DMAc和NMP分子中氮原子上孤對電子的親核性強，所以吸收副產物HCl的效果較差，導致對酰氯化反應的催化效果較差。相對于NMP，DMAc更為廉價，以DMAc作為反應溶劑較適宜。

表1 溶劑種類對反應收率的影響

2.2 酰氯化反應溫度和反應時間對反應收率的影響單口燒瓶中加入棕櫚酸(2.564g，10mmol)、15mL DMAc和5mL CH2Cl2，室溫下攪拌溶解，冰水浴冷卻下緩慢滴加SOCl2(800μL，11mmol)，分別在0℃和10℃下反應0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h，再加入L-抗壞血酸(2.818g，16mmol)，升溫并維持在25℃下反應6h?？疾觳煌瑴囟认迈Ｂ然磻獣r間對反應收率的影響，結果見表2。

表2 不同溫度下酰氯化反應時間對反應收率的影響

由表2可知，在0℃下，隨著酰氯化反應時間的延長，反應收率增加，但在較低溫時，棕櫚酸大量的固體析出，嚴重影響了棕櫚酰氯的生成，從而導致收率較低。但在10℃下棕櫚酸完全溶解，有利于酰氯化反應的進行，反應收率隨著酰氯化時間的延長變化不明顯。綜上，10℃酰氯化反應0.5h較適宜。

2.3 酯化反應溫度和反應時間對反應收率的影響

單口燒瓶中加入棕櫚酸(2.564g，10mmol)、15mL DMAc和5mL CH2Cl2，室溫下攪拌溶解， 冰水浴冷卻下緩慢滴加SOCl2(800μL，11mmol)，10℃下分別反應0.5h，再加入L-抗壞血酸(2.818g，16mmol)，分別在10℃和25℃下反應2h、4h、6h、8h和10h?？疾觳煌瑴囟认迈セ磻獣r間對反應收率的影響，結果見表3。

表3 不同溫度下酯化反應時間對反應收率的影響

由表3可知，溫度升高促進反應的進行，隨著溫度的升高，酰氯化過程中剩余的SOCl2未從反應體系中分離出來，既可以與棕櫚酸繼續反應，也可以與L-抗壞血酸分子中C-5、C-6上的羥基反應生成相應的氯代烴，使反應變得更復雜。尤其在較高溫度下，隨著反應時間的延長，副產物增多，導致酯化反應的收率有下降趨勢。綜上，以酯化反應在25℃下反應6 h較適宜。

2.4 SOCl2用量對反應收率的影響

單口燒瓶中加入棕櫚酸(2.564g，10mmol)、15mL DMAc和5mL CH2Cl2，室溫下攪拌溶解，冰水浴冷卻下，分別緩慢滴加SOCl2為10mmol、11mmol、12mmol、13mmol和14mmol，在10℃下反應0.5h，再加入L-抗壞血酸(2.818g，16mmol)，在25℃下6h?？疾霺OCl2用量對反應收率的影響，結果見表4。

表4 SOCl2用量對反應收率的影響

由表4可知，隨著SOCl2用量的增大，反應收率基本接近并有下降的趨勢。造成上述現象的可能原因是：酰氯化反應中未參與反應的SOCl2會與L-抗壞血酸C-6或C-5上的-OH反應生成相應的氯代烴，使反應變得更復雜，SOCl2越多則副產物越多。因此SOCl2用量以13mmol較適宜。

2.5 L-抗壞血酸用量對反應收率的影響

單口燒瓶中加入棕櫚酸(2.564g，10mmol)、15mL DMAc和5mL CH2Cl2，室溫下攪拌溶解，冰水浴冷卻下，緩慢滴加SOCl2(945μL，13mmol)，10℃下分別反應0.5h，再分別加入10mmol、12mmol、14mmol、16mmol和18mmol的L-抗壞血酸，在25℃下6h?？疾霯-抗壞血酸用量對反應收率的影響，結果見表5。

表5 L-抗壞血酸用量對反應收率的影響

由表5可知，隨著L-抗壞血酸用量的增大，反應收率逐步提高。在固定SOCl2用量的情況下，增大L-抗壞血酸的用量意味著增大了成酯反應物的濃度，有利于產物的生成。但L-抗壞血酸的用量過大時，體系變稠，傳質受到影響，收率反而有所下降，故L-抗壞血酸用量以12 mmol較適宜。

3 結論

在DMAc/CH2Cl2體系中, 棕櫚酸和SOCl2反應得到的棕櫚酰氯不經分離，直接與L-抗壞血酸反應制備L-抗壞血酸棕櫚酸酯。利用單因素法優化了合成反應條件，以15mL DMAc/5mL CH2Cl2為體系，10℃下酰氯化反應0.5h后，25℃下酯化反應6h，棕櫚酸10mmol，n(棕櫚酸)∶n(SOCl2)∶n(L-抗壞血酸)=1.0∶1.3∶1.2，收率為90.29 %。與分步的酰氯法相比較，該方法具有操作簡便、反應時間短、反應條件溫和、收率較高等特點。

[1] 王紅勇，陶桂全. L-抗壞血酸棕櫚酸酯的抗氧化效果觀察[J].中國畜產與食品，1997，4(5)：200-201.

[2] 高蔭榆，雷占蘭，謝何融，等. L-抗壞血酸棕櫚酸酯的抗氧化效果研究[J].食品科學，2007， 28(11)：60-62.

[3] GB 2760，食品添加劑使用衛生標準[S].

[4] 林富強，陳永恒，何松. L-抗壞血酸棕櫚酸酯在配方乳品中的應用[J].現代食品科技，2010，26(10)：1114-1116.

[5] Kidwai M, Mothsra P, Gupta N, et al. Green enzymatic synthesis of L-ascorbyl fatty acid ester: an antioxidant[J]. Synthetic Commun, 2009, 39(7): 1143-1151.

[6] Burham H, Gafoor R A, Rasheed A, et al. Enzymatic synthesis of palm-based ascorbyl esters[J]. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2009, 58(1/4): 153-157.

[7] 張衛，胡興蘭，劉縱宇.酯交換法合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯的工藝改進[J].化學試劑，2003，25(6)：371-372.

[8] Pauling Horst, Wehrli Christ. The Synthesis of 6-ascorbic Palmitate: EP,0396 483A2[P].1988-12-28.

[9] 劉瑞瑾，紀俊敏.1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽催化合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯[J].中國食品添加劑，2011(5)：74-77.

[10] 陸豫，甘利軍，陳葆仁. L-抗壞血酸棕櫚酸酯的合成[J].精細化工，1996，13(3)：17-18.

[11] 許肇成，何松，陳永恒，等.酰氯法合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯的研究[J].現代食品科技，2010，26(8)：822-823.

[12] 曹會蘭，楊建武. L-抗壞血酸棕櫚酸酯的合成及應用[J].西北農林科技大學學報，2003，31(5)：121-122.

Improved Synthesis of L-Ascorbyl Palmitate by One-Pot

ZHU Xianhong, ZHENG Dagui, ZOU Anxi, PENG Liang
(Key Laboratory of Applied Organic Chemistry, Higher Institutions of Jiangxi Province, Shangrao Normal University, Shangrao 334001, China)

L-ascorbyl palmiate was synthesized through acyl chlorination of palmitic acid with SOCl2in DMAc/CH2Cl2without isolation, followed by esterif cation with L-ascorbic acid. It was found that the yield could reach 90.29% under the optimal reaction conditions: 10mL DMAc and 5mL CH2Cl2as solvent, acyl chlorination reaction at 10℃ for 0.5h, esterif cation reaction at 25℃ for 6h, 10mmol of palmitic acid, n(palmitic acid):n(SOCl2):n(L-ascorbic acid)=1.0:1.3:1.2. The present method had the advantages of less operation steps, mild reaction conditions, shorter time and higher yield.

L-ascorbyl palmiate; one-pot; N,N-dimethylacetamide

TS 202.3

A

1671-9905(2017)05-0012-03

江西省教育廳科技項目(No. GJJ151062)；信江英才866工程領軍人才培養計劃項目(No. 2013-37)

祝顯虹(1983-)，男，江西玉山人，碩士，實驗師，主要從事有機食品添加劑的合成和應用研究工作。E-mail: Xianhong Zhu@163.com

2017-03-09