果脂溶性維生素合成技術獲國家技術發明二等獎

果脂溶性維生素合成技術獲國家技術發明二等獎

由浙江大學和浙江新和成股份有限公司開發的脂溶性維生素及類胡蘿卜素綠色合成工藝,將 VE、VA、β-胡蘿卜素、蝦青素 4種產品聯產,反應步驟從 52步減為 38步——一項綠色合成工藝的產業化突破,使我國躋身全球脂溶性維生素生產三強,改變了國外公司壟斷市場的局面。

VE、VA是重要的脂溶性維生素,β-胡蘿卜素、蝦青素則是高附加值產品,被廣泛應用于飼料添加劑和食品添加劑等領域。維生素可從天然產品中提取,但天然資源有限,遠不能滿足市場需求,目前 80%以上靠化學合成方法生產。20世紀 90年代初,我國 VE和 VA產量很小,β-胡蘿卜素和蝦青素則幾乎是空白。國際上,羅氏、巴斯夫和羅納 -普朗克是生產該類產品的大型企業,市場幾乎被壟斷,大大制約了我國飼料添加劑、食品添加劑、養殖等行業的發展。

造成這種局面原因一方面是合成維生素路線長、合成技術要求高,這 4個產品單獨合成共需 52步,所需原料種類很多,生產難度很大;另一方面對設備要求很高。國外生產維生素的大公司都是通過共用中間體聯產這 4種產品。針對 4個產品的結構特點,經過梳理和整合,課題組設計了完全不同的聯產方案,即用順式烯炔醇合成 VA,同時利用副產物反式烯炔醇生產蝦青素,β-胡蘿卜素合成也利用了這種以副產物為原料的方式;從關鍵中間體合成維生素 E主環以及蝦青素主環,同樣的思路還應用于合成 VE側鏈異植物醇以及 VA母核β-紫羅蘭酮。

要想實施上述方案,需要解決眾多技術難題。浙江大學與浙江新和成通過 16年的合作研究,發明了多項新技術、新工藝及針對不同反應特點的過程強化裝置,解決了上述難題。譬如,他們發明了一種全新的金屬乙酰丙酮催化劑,它的高活性、高選擇性可使 VE主環與蝦青素主環采用相同的原料;發明了合成假紫羅蘭酮的新工藝,可使 VA母核與 VE側鏈共用一種中間體;發明了以反式烯炔醇為原料合成蝦青素的新路線,而反式烯炔醇正好是 VA生產中的副產物。按照這一方案,4個產品都可以從丙酮出發進行生產,反應步驟由 52步減少為 38步,解決了 4個產品不能規模生產、成本高、質量不穩定的問題。

基于上述發明,浙江新和成先后完成了關鍵中間體和 4個產品的大規模工業化生產,形成了年產 1萬 tVE、1 000tVA、80tβ-胡蘿卜素、60t蝦青素的能力,年減少廢水排放 5萬多 t,VE和 VA收率分別提高了 27%和 16%,蝦青素、β-胡蘿卜素成本分別下降 1/2和 2/3,產品質量達到國際先進水平。由于國產維生素的競爭力提高,國際維生素市場格局發生了改變。現在,浙江新和成已占據了全球 20%～30%的市場份額,2007～2009年累計新增利潤 23億元,稅收 5.3億元,出口創匯 6億美元,產品暢銷歐、美、日等 50多個國家和地區,使我國一躍成為維生素出口大國。(來源:中國化工報)