[发明专利]一种化学合成维生素K2的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种化学合成维生素K₂的方法。

背景技术

维生素K₂是一系列具有叶绿醌生物活性的2-甲基-1，4-萘醌衍生物的总称，是人体内不可缺少的重要维生素之一。维生素K₂可预防肝硬化进展为肝癌，用于治疗维生素K缺乏性出血症，促进凝血酶原的形成，加速凝血，治疗骨质疏松症，还具有利尿、强化肝脏的解毒功能，降低血压等功能，具有很大的医用价值。因此，人工合成维生素K₂成为一项重大的研究课题。

现有化学合成维生素K₂的方法，如申请号为20071006604.4的专利“一种维生素K₂系列产物的合成方法”中，公开的方法是以2-甲基-1，4-萘醌和长链萜烯叔醇为原料，先将2-甲基-1，4-萘醌经KBH₄还原成氢醌，然后以无水氯化锌、三氟化硼乙醚、溴化亚铜为催化剂，与长链萜烯叔醇进行Fridel-Crafts烷基化反应，再经三氯化铁氧化合成维生素K₂。该方法的缺点是：

1.该方法的将2-甲基-1，4-萘醌还原成氢醌的反应采用的是普通还原剂还原法，需大量使用还原剂KBH₄，后续分离难度大，相应能耗大，生产成本高。

2.该方法的Fridel-Crafts烷基化反应本身是不断生成水的过程，而所用催化剂无水氯化锌、三氟化硼乙醚、溴化亚铜又对水敏感，易在水中分解，这必然导致部分催化剂失活，造成催化剂的浪费，进而影响该步反应的产率，对生产不利。因催化剂对水敏感，整个体系必须保持严格的无水环境，Fridel-Crafts烷基化反应才能发生，对设备要求高，会增加生产成本。

3.该方法的Fridel-Crafts烷基化反应并没有对所用溶剂硝基甲烷及催化剂进行处理或回收利用，造成资源浪费及环境污染。

4.该方法的粗产物后处理采用柱层析法，相关设备的投资大，洗脱剂和吸附剂的用量大，且洗脱剂回收困难，能耗大，增加生产成本。

5.该方法的产物总产率不高，最高仅为50.1％，不利于工业化规模生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有合成维生素K₂方法的不足之处，提供一种化学合成维生素K₂的方法，重点在于对合成中间产物2-甲基-1，4-萘二酚和Fridel-Crafts烷基化反应的改进，从而达到提高维生素K₂产率的目的。因此，本发明具有产品的产率高、资源利用率高、操作简单、生产成本低、环境污染小等特点。

本发明的机理：本发明以2-甲基-1，4-萘醌和香叶醇为原料，先将2-甲基-1，4-萘醌催化加氢还原成2-甲基-1，4-萘二酚，然后与香叶醇在异丙醚环境中进行Fridel-Crafts烷基化反应，以耐水性路易斯酸Sm(OTf)₃或Sc(OTf)₃作催化剂，最后再经三氯化铁氧化得产物维生素K₂。

实现本发明的目的的技术方案是：一种化学合成维生素K₂的方法，以2-甲基-1，4-萘醌为原料，先经催化加氢还原成2-甲基-1，4-萘二酚后，再与香叶醇发生Fridel-Crafts烷基化反应，最后经氧化反应得到维生素K₂产品。其具体方法步骤如下：

(1)催化加氢还原反应

以2-甲基-1，4-萘醌为原料，以质量浓度为5％的Pd/C为催化剂，以异丙醚作溶剂，按照2-甲基-1，4-萘醌的摩尔量(mol)∶异丙醚的体积(ml)∶5％的Pd/C的质量(g)之比为1∶4000～6000∶15～25的比例，在带搅拌装置的干燥的回流反应器中，先加入2-甲基-1，4-萘醌和异丙醚并搅拌混合均匀，再通入氮气保护，并加热至反应液开始回流为止，在保持回流的条件下，将氮气切换成氢气至整个反应器内充满氢气为止，然后在搅拌条件下，再加入质量浓度为5％的Pd/C催化剂，继续通氢气进行催化加氢还原反应至反应液的黄色完全褪去而呈无色为止。最后，将无色的反应液冷却至室温，并立即进行过滤，分别收集滤液和滤渣。收集的滤渣用于回收Pd/C催化剂；对收集的滤液，先在70～72℃恒温下蒸馏回收溶剂异丙醚，可再利用；再将蒸馏后的产物放置于真空干燥器中，在90～100℃下进行真空干燥0.5～1小时，就制得浅灰色粉末状的中间产物2-甲基-1，4-萘二酚。