ES2243585T3

ES2243585T3 - Procedimiento para la acilacion en cintinuo de derivados del ester de cromanol.

Info

Publication number: ES2243585T3
Application number: ES01989492T
Authority: ES
Inventors: Carsten Oost; Gerd Kaibel; Harald Laas; Peter Schmitt; Jens Von Erden
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: EP1339704B1; ATE298330T1; WO2002042286A1; CN1205200C; EP1339704A1; US20040014996A1; US6784303B2; CN1476441A; DE50106594D1; AU2002227934A1

Abstract

Procedimiento para la obtención en continuo de derivados del éster de cromanol de la fórmula I en la que R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 y R8 significan, independientemente entre sí, hidrógeno o un resto alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en caso dado substituido, ramificado o no ramificado y los enlaces en trazos discontinuos significan, en caso dado, un enlace adicional C-C, según el cual se hacen reaccionar, derivados del cromanol, alimentados de manera continua, de la fórmula II con agentes de acilación, alimentados de manera continua, elegidos entre el grupo de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa R8-COOH IIIa y de los anhídridos de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb donde R9 significa hidrógeno o un resto alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en caso dado substituido, ramificado o no ramificado, en presencia de un catalizador, en una columna de reacción a modo de reactor, los productos de la reacción se descargan de manera continua del reactor y se separa de la mezcla de la reacción, al menos, un producto de la reacción durante la conversión.

Description

Procedimiento para la acilación en continuo de derivados del éster de cromanol.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención en continuo de derivados del éster de cromanol, especialmente para la obtención en continuo de ésteres de ácidos carboxílicos de tocoferoles y de tocotrienoles mediante acilación en continuo con ácidos carboxílicos o con anhídridos de ácidos carboxílicos.

Los compuestos con actividad de vitamina E, tales como los derivados del cromanol, de origen natural, del grupo de los tocoferoles y de los tocotrienoles, son antioxidantes importantes liposolubles. Una carencia de vitamina E conduce en el caso de los seres humanos y de los animales a situaciones patofisiológicas. Los compuestos de la vitamina E tienen, por lo tanto, un valor económico elevado como aditivos en el sector de la alimentación y de los piensos para animales, en formulaciones farmacéuticas y en aplicaciones cosméticas. Los compuestos con actividad de vitamina E, especialmente el \alpha-tocoferol, se emplean para ello fundamentalmente en forma de sus acetatos. Un procedimiento económico para la obtención de derivados del éster de cromanol tiene, por lo tanto, un significado elevado.

Se sabe que los derivados de tocoferol reaccionan, de manera discontinua, con anhídrido acético para dar los acetatos correspondientes.

La publicación EP 850 937 describe, en los ejemplos, un procedimiento discontinuo para la obtención de acetato de \alpha-tocoferol mediante calentamiento de \alpha-tocoferol con anhídrido del ácido acético en un matraz con agitador coronado con un refrigerante de reflujo, bajo reflujo. La descarga de la reacción se elabora a continuación por destilación.

En la publicación DE 19 603 142 se describe un procedimiento para la obtención de acetato de dl-\alpha-tocoferol mediante reacción catalizada por medio de ácidos de la 2,3,5-trimetilhidroquinona (TMH) con fitol o con isofitol (IP) en un disolvente a temperatura elevada y a continuación acetilación del tocoferol obtenido. La acetilación del tocoferol se lleva a cabo mediante reacción catalizada por medio de ácidos con anhídrido acético en exceso. La descarga de la reacción se elabora mediante destilación fraccionada en vacío. Para la reacción en continuo de la 2,3,5-trimetilhidroquinona con fitol se propone una columna de reacción, en la que se alimenta, lateralmente, una mezcla constituida por carbonato cíclico, por el catalizador, por TMH y por IP. El hidrocarburo así como el agua formada se separan a través de la cabeza de la columna y se retira por el pie carbonato cíclico caliente y vitamina E. La realización industrial del procedimiento de la acilación subsiguiente no ha sido descrita. En un ejemplo se indica que el tocoferol, aislado tras la separación de las fases, se esterifica con anhídrido acético.

Se describe en la publicación DE 42 08 477 un procedimiento para la obtención del dl-\alpha-tocoferol o bien del acetato de dl-\alpha-tocoferol mediante reacción catalizada por medio de ácidos de la 2,3,5-trimetilhidroquinona (TMH) con fitol o con isofitol (IP) en presencia de una mezcla constituida por ácido ortobórico y por determinados ácidos dicarboxílicos o tricarboxílicos alifáticos y, en caso dado, a continuación esterificación con anhídrido acético. Según la publicación DE 42 08 477 se transforma el tocoferol preparado, de manera análoga a la de la publicación DE 19 603 142, de manera discontinua con anhídrido acético en exceso mediante catálisis por medio de ácidos, en acetato de tocoferol y se purifica mediante destilación fraccionada bajo presión fuertemente reducida. La proporción molar empleada entre el anhídrido acético/tocoferol era mayor que 1,3 mol/mol y la concentración en ácido era aproximadamente del 0,055% en moles referido al tocoferol.

En la publicación EP 0 784 042 se reivindica hidrógeno-bis(oxalato)borato como catalizador ácido protónico para la condensación de Friedel-Crafts de trimetilhidroquinona con isofitol y la acilación de fenoles tal como por ejemplo el tocoferol. En un ejemplo se describe la acilación del tocoferol. En este caso se dispuso en un matraz tocoferol con anhídrido del ácido acético y el hidrógeno-bis(oxalato)borato y la mezcla de la reacción se calentó durante una hora a reflujo bajo atmósfera de argón. La proporción molar empleada entre el anhídrido del ácido acético/tocoferol fue mayor que 1,1 mol/mol y la concentración en borato fue aproximadamente del 0,5% en moles con relación al tocoferol. Tras concentración por evaporación, en el evaporador rotativo, se obtuvo el acetato de tocoferol con una pureza del 87% y con un rendimiento del 92%. Este procedimiento discontinuo presenta el inconveniente de que tanto el rendimiento como la pureza no son satisfactoriamente elevados, todavía, además la realización de la reacción en una atmósfera de argón está relacionada con elevados costes en el caso de la fabricación a escala industrial.

En la publicación JP 49 055 633 se describe la obtención discontinua de acetato de tocoferol mediante acilación de tocoferol con anhídrido acético en presencia de ácidos sólidos, inorgánicos, que son insolubles en la mezcla de la reacción. En el procedimiento se calientan a reflujo el tocoferol y el anhídrido acético en el disolvente constituido por tolueno durante aproximadamente 4 horas a reflujo en presencia del catalizador, obteniéndose una pureza del producto del 91% aproximadamente. Como ejemplo de catalizador se cita el SiO_{2}/Al_{2}O_{3}. El inconveniente del procedimiento reside en el bajo rendimiento espacio-tiempo y en la baja pureza del producto.

La acilación del tocoferol con anhídrido acético en presencia de una mezcla de ácido clorhídrico y de cinc o de cloruro de cinc se describe en la publicación JP 56 073 081. Según este procedimiento se calienta el tocoferol con anhídrido del ácido acético y la mezcla del catalizador durante 0,5 hasta 2 horas a 10 hasta 30ºC. A continuación se separa el catalizador y la mezcla de la reacción se lava con agua. El ácido clorhídrico se emplea en una concentración desde 0,02 hasta 0,06% en moles con relación al tocoferol, el cinc en una concentración desde 0,01 hasta 0,2% en moles referido al tocoferol y el cloruro de cinc en una concentración desde 0,001 hasta 0,1% en moles con relación al tocoferol. El anhídrido del ácido acético se empleará en un exceso desde 1,2 hasta 1,5 veces molar. El procedimiento proporciona acetato de tocoferol con un rendimiento del 92,5% referido al tocoferol. La elaboración engorrosa, la conducción de la reacción en discontinuo y la manipulación del producto sólido condicionan en este procedimiento un bajo rendimiento espacio-tiempo a pesar de que los tiempos de reacción son cortos.

En la publicación DE 2 208 795 se describe la reacción de la trimetilhidroquinona con isofitol en presencia de una mezcla de un ácido de Lewis y de un ácido protónico en un disolvente inerte. Como sistema catalítico puede emplearse, por ejemplo, una mezcla de cloruro de cinc con NaHSO_{4}, H_{2}SO_{4} o ácido p-toluenosulfónico. Opcionalmente puede hacerse reaccionar con el anhídrido del ácido acético la mezcla de la reacción, sin elaboración adicional. En este caso se combina la mezcla de la reacción con anhídrido del ácido acético y se calienta aproximadamente durante 6 horas a reflujo. El inconveniente de este procedimiento reside en el bajo rendimiento espacio-tiempo de la acilación.

Se describe en la publicación US 3 444 213 un procedimiento en continuo para la reacción de la trimetilhidroquinona con isofitol, fitol o fitadienos en presencia de catalizadores de condensación ácidos en una columna con empaquetadura. En este caso se introducen los reactivos, en caso dado calentados previamente o disueltos en un disolvente inerte, por la cabeza de una columna calentada y el agua de la reacción, formada, se elimina por evaporación a través de la cabeza de la columna. La columna está constituida, sin embargo, únicamente por un reactor tubular calentado sin evaporador y no se trata de una columna de destilación con reacción. El producto, que se obtiene en el pie de la columna, se hace reaccionar de manera discontinua, en el transcurso de una hora, con anhídrido del ácido acético en el disolvente constituido por la piridina. El inconveniente de este procedimiento reside en el bajo rendimiento espacio-tiempo de la acilación y en el empleo de un disolvente.

Otro procedimiento continuo para la reacción de la trimetilhidroquinona con isofitol está descrito en la publicación CS 205 951. En esta patente se lleva a cabo la acilación de manera continua con anhídrido del ácido acético en ausencia de un catalizador.

Todos los procedimientos conocidos del estado de la técnica para la acetilación de los derivados del tocoferol presentan el inconveniente de que los tiempos de residencia son elevados y de que se alcanzan bajos rendimientos espacio-tiempo y suponen elevados costes de inversión. En todos los casos se hace reaccionar el derivado de tocoferol, en caso dado en presencia de un catalizador, de manera discontinua con el anhídrido del ácido acético y la mezcla de la reacción se elabora por destilación. En este caso se separan, en primer lugar, el ácido acético y el anhídrido del ácido acético a presión reducida y el acetato del derivado de tocoferol se purifica a continuación mediante destilación en alto vacío.

Además, los rendimientos de estos procedimientos con valores del 92 hasta el 95% aproximadamente no son satisfactorios todavía. El anhídrido del ácido acético se emplea siempre con un exceso relativamente elevado de al menos 1,2 moles por mol de derivado del tocoferol para conseguir una conversión suficiente con tiempos de reacción aceptables. Tal como se supone en la publicación EP 0 784 042 es posible únicamente una reducción del exceso del anhídrido del ácido acético si se aumenta considerablemente la concentración en ácido. Sin embargo esto conduce a una formación acrecentada de productos secundarios y, por lo tanto, a un rendimiento y a una pureza del producto disminuidos.

La invención tenía como tarea poner a disposición otro procedimiento para la obtención de derivados del éster de cromanol con propiedades ventajosas, que ya no presentasen los inconvenientes del estado de la técnica y que proporcionase derivados del éster de cromanol con elevados rendimientos y con elevados rendimientos espacio-tiempo.

Por lo tanto se encontró un procedimiento para la obtención en continuo de derivados del éster de cromanol de la fórmula I

1

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en la que

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 y R8

: significan, independientemente entre sí, hidrógeno o un resto alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en caso dado substituido, ramificado o no ramificado y

: los enlaces en trazos discontinuos significan, en caso dado, un enlace adicional C-C,

en el que se hacen reaccionar, los derivados de cromanol, alimentados de manera continua, de la fórmula II

2

con agentes de acilación, alimentados de manera continua, elegidos entre el grupo de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa

IIIaR8-COOH

y anhídridos de ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb

3

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en las que

R9: significa hidrógeno o un resto alquilo con 1 a 10 átomos de carbono ramificado o no ramificado, en caso dado substituido,

en presencia de un catalizador, en una columna de reacción a modo de reactor, los productos de la reacción se descargan en continuo del reactor y durante la reacción se separa de la mezcla de la reacción al menos un producto de la reacción.

Se entenderá por un resto alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en caso dado substituido, ramificado o no ramificado, para los restos R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 y R9, independientemente entre sí, por ejemplo metilo, etilo, propilo, 1-metiletilo, butilo, 1-metilpropilo, 2-metilpropilo, 1,1-dimetiletilo, pentilo, 1-metilbutilo, 2-metilbutilo, 1,2-dimetilpropilo, 1,1-dimetilpropilo, 2,2-dimetilpropilo, 1-etilpropilo, hexilo, 1-metilpentilo, 1,2-dimetilbutilo, 1,3-dimetilbutilo, 2,3-dimetilbutilo, 1,1-dimetilbutilo, 2,2-dimetilbutilo, 3,3-dimetilbutilo, 1,1,2-trimetilpropilo, 1,2,2-trimetilpropilo, 1-etilbutilo, 2-etilbutilo, heptilo, octilo, nonilo o decilo en caso dado substituidos, preferentemente alquilo con 1 a 4 átomos de carbono en caso dado substituido, tal como por ejemplo metilo, etilo, iso-propilo, n-propilo, n-butilo, sec.-butilo o terc.-butilo.

El tipo de los substituyentes no es crítico. Los restos alquilo con 1 a 10 átomos de carbono pueden contener, de acuerdo con las posibilidades libres de enlace, hasta 6 substituyentes, elegidos preferentemente del grupo formado por -NO_{2}, -NH_{2}, -OH, -CN, -COOH, o halógeno, especialmente F o Cl.

En una forma preferente de realización, los restos alquilo con 1 a 10 átomos de carbono ramificados o no ramificados, de los restos R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 y R9 no están substituidos.

Los restos especialmente preferentes para R4, R5, R6 y R7 son, independientemente entre sí, hidrógeno o metilo, especialmente metilo.

Los restos especialmente preferentes para R1, R2 y R3 son, independientemente entre sí, hidrógeno o metilo.

Los restos especialmente preferentes para R8 son metilo o etilo, especialmente metilo.

Los restos especialmente preferentes para R9 son etilo o metilo.

En una forma preferente de realización del procedimiento, según la invención, se emplearán, a modo de derivados de cromanol de la fórmula II, derivados del tocoferol y derivados del tocotrienol con actividad de vitamina E, especialmente los tocoferoles y tocotrienoles de origen natural.

Los restos R4 a R7 significan metilo en los tocoferoles y en los tocotrienoles preferentes de la fórmula II, de origen natural. El grupo de los tocoferoles (IIa-d) presenta una cadena lateral saturada, los grupos de los tocotrienoles (IIe-h) presentan una cadena lateral insaturada:

4

IIa,: \alpha-tocoferol: R1 = R2 = R3 = CH_{3}

IIb: \beta-tocoferol: R1 = R3 = CH_{3}, R2 = H

IIc: \gamma-tocoferol: R1 = H, R2 = R3 = CH_{3}

IId: \delta-tocoferol: R1 = R2 = H, R3 = CH_{3}

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5

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IIe,: \alpha-tocotrienol: R1 = R2 = R3 = CH_{3}

IIf: \beta-tocotrienol: R1 = R3 = CH_{3}, R2 = H

IIg: \gamma-tocotrienol: R1 = H, R2 = R3 = CH_{3}

IIh: \delta-tocotrienol: R1 = R2 = H, R3 = CH_{3}

En el procedimiento según la invención se empleará de una manera especialmente preferente el \alpha-tocoferol de la fórmula IIa a modo de derivado de cromanol de la fórmula II.

Los derivados de cromanol, empleados en el procedimiento según la invención, de la fórmula II, especialmente los tocoferoles preferentes y los tocotrienoles de las fórmulas IIa hasta IIh pueden emplearse como compuestos individuales, que pueden presentarse con una pureza arbitraria. Por regla general la pureza de los tocoferoles y de los tocotrienoles individuales se encuentra comprendida entre el 90% y el 97%, sin embargo pueden hacerse reaccionar también compuestos más puros y productos brutos menos puros. Los compuestos pueden emplearse además también en forma de mezcla de diversos derivados del cromanol de la fórmula II y el procedimiento según la invención conduce, por lo tanto, a una mezcla de derivados del éster de cromanol de la fórmula I. Esto puede suceder, por ejemplo, cuando se utilicen tocoferoles o tocotrienoles procedentes de fuentes naturales sin otra separación de los tocoferoles y de los tocotrienoles individuales. Los derivados del cromanol de la fórmula II pueden presentarse de forma enantiómeramente pura, en forma de mezcla racémica o en forma de mezcla de diastereómeros.

Los derivados del cromanol de la fórmula II pueden prepararse químicamente o pueden aislarse y purificarse a partir de fuentes naturales, tales como por ejemplo los condensados de los evaporadores que se forman durante la desodoración de las esencias vegetales, tal como se ha descrito en la publicación Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 27, (1996), VCH Verlagsgesellschaft, Chapter 4, 478-488, Vitamin E.

Los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa o los anhídridos de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb, empleados en el procedimiento según la invención a modo de agentes de acilación, pueden emplearse como substancias individuales o en forma de mezclas.

En una forma preferente de realización se emplearán como agentes de acilación los anhídridos de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb.

Los anhídridos de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb pueden emplearse en forma de anhídridos de ácidos carboxílicos puros o en forma de anhídridos de ácidos carboxílicos mixtos. En una forma preferente de realización se emplearán anhídridos de ácidos carboxílicos puros, de manera que R8 = R9. De manera especialmente preferente se realizará la acetilación mediante el empleo de anhídrido del ácido acético (anhídrido acético) a modo de anhídrido de ácido carboxílico de la fórmula IIIb con R8 = R9 = metilo.

En el procedimiento según la invención se alimentan, de manera continua, a un reactor los reactivos constituidos por los derivados del cromanol de la fórmula II y por el agente de acilación, elegidos entre el grupo de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa y de los anhídridos de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb, se hacen reaccionar en el reactor y, a continuación, se retiran del reactor, de manera continua, los productos de la reacción.

En el caso de reacciones con elevadas velocidades iniciales puede ser conveniente conectar aguas arriba del reactor otro reactor previo, en el que tenga lugar ya una conversión parcial. También puede ser conveniente mezclar los reactivos como paso previo a su alimentación en el reactor de manera que tenga lugar ya en este caso una conversión parcial.

Así pues, se entenderá por la expresión "conversión en un reactor" que en este reactor tiene lugar todavía una conversión de los reactivos. Esta conversión en el reactor puede suponer, por ejemplo en el caso de una conexión aguas arriba de un reactor previo, al menos el 1%, preferentemente al menos el 20%, de forma especialmente preferente al menos el 50%, de forma muy especialmente preferente al menos el 80% de la conversión total alcanzable. En una forma preferente de realización tiene lugar en el reactor la conversión total alcanzable.

Durante la alimentación y la conversión de los reactivos pueden emplearse disolventes adicionales. De manera especialmente ventajosa puede llevarse a cabo el procedimiento desde luego sin adición de disolventes.

El procedimiento según la invención puede llevarse a cabo de forma especialmente ventajosa si se separa de la mezcla de la reacción al menos un producto de la reacción durante la conversión en el reactor, es decir simultáneamente con la conversión. Por lo tanto se eliminarán de la mezcla de la reacción el agua, formada a partir del agente de acilación (cuando se utilicen ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa como agente de acilación) o bien el ácido carboxílico formado R9-COOH (cuando se utilicen anhídridos de ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb como agente de acilación) o los derivados del éster de cromanol formados de la fórmula I o ambos, durante la conversión.

En una forma preferente de realización se lleva a cabo únicamente la separación del agua o bien del ácido carboxílico R9-COOH a partir de la mezcla de la reacción. Esta separación se lleva a cabo preferentemente también de manera continua.

En una forma de realización especialmente preferente del procedimiento según la invención se lleva a cabo la conversión en una columna de reacción a modo de reactor.

Tal como se ha descrito precedentemente, puede ser conveniente conectar un reactor (reactor previo) aguas arriba de esta columna de reacción, en el cual tenga lugar ya una parte de la conversión. En una forma de realización especialmente preferente se lleva a cabo la conversión en un reactor, especialmente en una columna de reacción.

Una columna de reacción, que puede estar configurada del modo más diverso, tiene la propiedad de posibilitar, a modo de reactor, simultáneamente la conversión de los reactivos y la separación térmica de, al menos, uno de los productos de la reacción.

Preferentemente la columna de reacción está constituida por un calderín y por una instalación que posibilite una rectificación, por ejemplo una columna de fraccionamiento.

En esta forma preferente de realización con empleo de una columna de reacción es ventajoso además, establecer los parámetros de la reacción de tal manera, que

A: la reacción de los derivados del cromanol de la fórmula II con el agente de acilación tenga lugar sobre los rellenos y, en caso dado, en el calderín de la columna de reacción,

B: se separen, de manera continua, con la corriente de cabeza de la columna de reacción, el H_{2}O, que se forma durante la conversión con el agente de acilación (empleo de ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa como agente de acilación) o el ácido carboxílico formado R9-COOH (cuando se utilicen anhídridos de ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb como agente de acilación) y

C: se separen de manera continua, con la corriente de cola de la columna de reacción, los derivados del éster de cromanol de la fórmula I formados durante la conversión.

De acuerdo con la forma de configuración de la columna de reacción y de los reactivos empleados se conseguirá esto mediante diversos ajustes de los parámetros de la reacción. Los parámetros adecuados para la reacción son, por ejemplo, la temperatura, la presión, la relación de reciclo hasta la columna, la configuración de la columna, el aporte de calor y el tiempo de residencia, especialmente en el calderín, el aporte de energía o la proporción molar entre los reactivos, que pueden optimarse por el técnico en la materia por medio de ensayos de rutina de tal manera, que se alcancen las características A, B y C.

De manera típica se establecerá la presión en la cabeza de la columna, en el procedimiento según la invención, de tal manera que la temperatura en el calderín se encuentre comprendida entre 100 y 300ºC, preferentemente entre 130 y 180ºC.

El tiempo de residencia en la columna de reacción está comprendido, de manera típica, entre 15 minutos y 6 horas, preferentemente entre 30 minutos y 3 horas.

La relación de empleo de los reactivos no es crítica, encontrándose comprendida normalmente la relación molar entre el agente de acilación, es decir entre los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa o los anhídridos de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb, y el derivado de cromanol de la fórmula II entre 1,0 y 5,0, preferentemente entre 1,0 y 1,3.

El procedimiento según la invención puede llevarse a cabo de forma especialmente ventajosa cuando la conversión se realice en presencia de un catalizador.

Se entenderá por catalizador un producto que sea capaz de acelerar la acilación de los derivados del cromanol de la fórmula II.

Los catalizadores preferentes son los catalizadores ácidos o básicos para la acilación, tales como por ejemplo el ácido sulfúrico, el ácido fosfórico, el ácido clorhídrico, el ácido acético, los acetatos, el cloruro de cinc, la trietilamina, la piridina, las bases terciarias, el hidrógeno-bis(oxalato)borato, los intercambiadores de iones ácidos o básicos, las zeolitas, el SiO_{2}/Al_{2}O_{3} o los ácidos inorgánicos sólidos.

Los catalizadores especialmente preferentes son los catalizadores homogéneos, básicos o ácidos, especialmente el ácido sulfúrico o el ácido fosfórico y los catalizadores heterogéneos, especialmente los intercambiadores de iones ácidos o las zeolitas ácidas, que se introducen específicamente en la zona de la reacción.

Los catalizadores homogéneos tienen la ventaja de que pueden bombearse en estado líquido hasta la columna de fraccionamiento. Los catalizadores heterogéneos tienen la ventaja de que no conducen a una impurificación del producto o a un empeoramiento del índice del color del producto durante la elaboración.

Los catalizadores homogéneos se emplearán preferentemente en forma diluida. De este modo se emplearán, por ejemplo, ácido sulfúrico y ácido fosfórico de manera típica con una concentración desde un 0,01 hasta un 50%, preferentemente en una concentración desde un 0,1 hasta un 1,0%. La cantidad de los catalizadores homogéneos se dimensionará preferentemente de tal manera que su concentración esté comprendida entre un 0,001 hasta un 1,0% en moles referido al derivado de cromanol de la fórmula II, preferentemente entre un 0,01 y un 0,1% en moles referido al derivado de cromanol de la fórmula II.

Los catalizadores heterogéneos se integrarán preferentemente en los rellenos de la columna de fraccionamiento.

En una forma de realización, especialmente preferente, del procedimiento según la invención se emplean como rellenos de la columna de reacción platos para columnas por debajo del punto más alto para la alimentación de los reactivos y empaquetaduras estructuradas por encima del punto más alto de alimentación de los reactivos. Los platos para columnas especialmente ventajosos posibilitan un elevado tiempo de residencia del líquido, siendo el tiempo de residencia sobre los rellenos de la columna de reacción preferentemente de 30 minutos como mínimo.

Los platos para columnas preferentes son, por ejemplo, platos de válvulas, preferentemente platos de campanas y tipos de construcción emparentados tales como por ejemplo los platos de túnel y los platos de Thormann.

Las empaquetaduras estructuradas preferentes son, por ejemplo, las empaquetaduras estructuradas del tipo mela-
pack^{(R)} (firma Sulzer), Bx^{(R)} (firma Sulzer), B1^{(R)} (firma Montz) o A3^{(R)} (firma Montz) o las empaquetaduras con configuraciones comparables.

En otra forma de realización especialmente preferente del procedimiento según la invención, se alimentan a la columna de reacción los reactivos de elevado punto de ebullición, en caso dado con el catalizador homogéneo, por encima de los reactivos de punto de ebullición más bajo.

De manera especialmente preferente puede llevarse a cabo el procedimiento si efectúa el aporte de calor a la columna de reacción, además de por medio de un evaporador, a través de un intercambiador de calor situado en el exterior de la columna de reacción o a través de intercambiadores de calor, que se encuentren directamente sobre los platos de la columna.

Además, es ventajoso introducir en la columna de reacción un gas de arrastre, preferentemente nitrógeno o dióxido de carbono. De este modo se facilita la separación del agua o bien de los ácidos carboxílicos R9-COOH formados.

Por otra parte, puede llevarse a cabo ventajosamente el procedimiento según la invención mediante la separación a partir de la corriente de cola descargada, en un evaporador conectado aguas abajo, el agente en exceso para la acilación, es decir los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa o el anhídrido de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb y, en caso dado, tras purga de una corriente parcial, reciclo hasta la columna. De este modo se alcanzan rendimientos elevados con relación al agente de acilación (ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa o anhídrido de ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb).

Una forma de realización especialmente ventajosa del procedimiento según la invención se describe a continuación a modo de ejemplo por medio de la figura 1:

El procedimiento según la invención se lleva a cabo preferentemente de tal manera, que se aplican el derivado de cromanol de la fórmula II, el agente de acilación (los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa o los anhídridos de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb) y, en caso dado, el catalizador a través de las alimentaciones (3), (1) y (2) sobre los rellenos de una columna de fraccionamiento (4), que actúa como columna de reacción. En este caso es ventajoso, pero no obligatorio, que los reactivos de elevado punto de ebullición sean alimentados de manera continua a la columna de fraccionamiento (4), separada o conjuntamente con el catalizador, por encima de los reactivos de bajo punto de ebullición. Sobre los rellenos de la columna de fraccionamiento tiene lugar ahora la conversión del derivado de cromanol de la fórmula II con el agente de acilación con una destilación superpuesta. De este modo se retirarán permanentemente del equilibrio de la reacción el agua formada a partir de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa o bien los ácidos carboxílicos R9-COOH que se forman a partir del anhídrido de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb.

Los derivados del cromanol de la fórmula I llegan hasta el calderín (36) de la columna de fraccionamiento a través de la destilación superpuesta y se retiran a través de la corriente (14).

Cuando se utiliza en anhídrido del ácido acético o el anhídrido del ácido propiónico como anhídrido de ácido carboxílico de la fórmula IIIb es ventajoso que este anhídrido de ácido carboxílico sea introducido en la columna (4) en forma de vapor puesto que, entonces, se reduce adicionalmente, llegándose hasta evitar, una disociación en la cola (36) de la columna a elevadas temperaturas y la formación de productos secundarios.

Además, se ha revelado que es especialmente ventajoso cuando el aporte de calor al sistema de reacción, constituido por la cola de la columna (36) y por la columna de fraccionamiento (4) y, en caso dado, por el recipiente (30), no solamente se lleve a cabo a través del evaporador (13), sino también a través del intercambiador de calor (37), situado en el exterior o a través de intercambiadores de calor que se encuentren directamente sobre los rellenos de la columna (16).

La columna de reacción (4) está constituida por dos segmentos. El segmento superior (17) está relleno, preferentemente, con empaquetaduras estructuradas, el segmento inferior (16) está equipado, preferentemente, con platos de columnas. Es ventajoso que el segmento superior (17) esté dimensionado en función del coste de separación de tal manera, que el agente de acilación sea retenido por completo y sea reciclado para la reacción hasta el segmento inferior (16).

El agua que se forma o bien los ácidos carboxílicos R9-COOH formados, abandonan la columna junto con los productos de bajo punto de ebullición, eventualmente presentes como impurezas en los reactivos o formados durante la reacción como productos secundarios, a través de la corriente de cabeza (6) y llegan hasta el condensador (7), en el que los componentes condensables de esta corriente de vahos se separan por condensación. Una parte del condensado se recicla hasta la columna en forma de reciclo (10) y la otra parte (11) se descarga.

La relación de reciclo no es crítica. Preferentemente debería establecerse una relación de reciclo comprendida entre 1 y 20, de forma especialmente preferente comprendida entre 2 y 4. Sin embargo es posible también retirar por completo el condensado (relación de reciclo = 0), cuando el reactivo de elevado punto de ebullición sea cargado por el extremo superior de la columna.

El destilado (11) está constituido, por regla general, por agua o bien por los ácidos carboxílicos R9-COOH con una pureza situada por encima del 99%. En el caso en que estén presentes impurezas de bajo punto de ebullición podrá ser ventajoso retirar los ácidos carboxílicos R9-COOH de pureza elevada a través de una descarga lateral adicional (38). En este caso tendrá que dimensionarse de manera correspondiente el segmento superior (17) de la columna.

La presión en la cabeza de la columna (6) se establecerá preferentemente de tal manera, que la temperatura en la cola (36) esté comprendida entre 100 y 300ºC, especialmente entre 130 y 180ºC. De acuerdo con el sistema material podrá llevarse a cabo esto con una bomba de vacío (9) y/o con una instalación para la regulación de la presión (39).

El producto de la reacción se acumula en el calderín (36) de la columna (4) y se descarga por medio de una bomba (12) junto con los reactivos no convertidos, esencialmente junto con el ácido carboxílico en exceso de la fórmula IIIa o bien con el anhídrido del ácido carboxílico en exceso de la fórmula IIIb, a través de la corriente de cola (14). Una parte de la corriente de cola (14) se evapora con un evaporador (13) y se conduce hasta la columna a través de un conducto para vahos (15). De este modo se generan los vahos necesarios para la destilación. El producto en bruto se alimenta a un evaporador (19), conectado aguas abajo, a través del conducto para el producto (35), con cuyo evaporador se libera el producto en bruto de los productos de bajo punto de ebullición, especialmente de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa no convertidos o bien del anhídrido de los ácidos carboxílicos, no convertido, de la fórmula
IIIb.

Es posible, para eliminar el agua que se forma o bien los ácidos carboxílicos R0-COOH formados alimentar, adicionalmente, un gas inerte (41) en la cola de la columna.

El evaporador (19) se hace trabajar, por regla general, con ayuda de una unidad de vacío (22) a una presión más baja que la de la columna (4), ajustándose la presión de tal manera que la corriente de los vahos (40) contenga únicamente pequeñas cantidades de producto valioso y que la corriente del producto (34) únicamente contenga pequeñas cantidades de productos de bajo punto de ebullición. La corriente de los vahos (40) del evaporador (19) se condensa en un condensador (21) y se envía hasta el recipiente (23) por medio del conducto (25).

En el caso de mezclas de productos, en las que los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa o el agua o bien el anhídrido del ácido carboxílico de la fórmula IIIb o los ácidos carboxílicos R9-COOH formen una ventana de miscibilidad con los componentes secundarios, se proyectará el recipiente (23) como recipiente separador de fases.

En este caso es ventajoso purgar los componentes secundarios con ayuda de la bomba (27) a través del conducto para los productos secundarios (26) y, de este modo, aumentar la selectividad y se impide la concentración de los productos secundarios. La fase, que contiene los reactivos no convertidos, se recicla hasta la columna, por medio de una bomba (24), a través del conducto (28). Cuando los vahos condensados (25) sean monofásicos, podrá ser ventajoso impedir una concentración de los componentes secundarios mediante la purga de una corriente parcial a través del conducto (26).

A través de la corriente de cola (34) del evaporador (19) se retira el producto valioso, liberado de los productos de bajo punto de ebullición y, en caso dado, se envía a otras etapas de purificación tales como evaporadores de vía corta y/o destilación molecular.

Las cantidades dosificadas se elegirán preferentemente de tal manera que la proporción estequiométrica entre el agente de acilación y el derivado de cromanol de la fórmula II se encuentre comprendida entre 1,0 y 5,0, preferentemente entre 1,0 y 1,3 y que se establezca un contenido en catalizador desde un 0,001 hasta un 1,0% en moles, preferentemente entre un 0,01 y un 0,1% en moles referido al derivado de cromanol a ser convertido.

El tiempo de residencia de la mezcla de la reacción en el sistema reactor, constituido por el calderín (36) y por la columna de fraccionamiento (4) y, en caso dado, por el recipiente (30), se encuentra comprendido, de manera típica, entre 15 minutos y 6 horas, preferentemente entre 20 minutos y 2 horas. Este tiempo de residencia puede alcanzarse ventajosamente por medio de platos (16, 17) con un tiempo de residencia mayor del líquido, tal como por ejemplo platos de válvulas, preferentemente platos de campanas o tipos de construcción emparentados tal como por ejemplo platos de túnel o platos de Thormann. Sin embargo, es posible también emplear empaquetaduras de tela metálica o empaquetaduras de chapa con estructura ordenada o incluso cargas a granel de cuerpos de relleno, a modo de rellenos para la columna.

En el segmento (17), por encima del punto de alimentación (3) se emplearán, preferentemente, rellenos para la columna con un elevado número de etapas de separación tales como empaquetaduras de tela metálica o empaquetaduras de chapa con estructura ordenada.

Además, es igualmente ventajoso, para aumentar el tiempo de residencia, retirar de la columna de fraccionamiento (4) una corriente parcial por medio de una o varias descargas laterales (29), a través del o de los recipientes (30) y reciclar nuevamente hasta la columna (4) las corrientes parciales (33) que abandonan este recipiente, con ayuda de una bomba correspondiente (31). En el recipiente (30) pueden dosificarse, con ayuda de una alimentación (32), en caso dado, cantidades complementarias de catalizador y/o de reactivos.

Es preferente el calentamiento del recipiente (30).

Para la realización de la conversión se emplean, ventajosamente, columnas de fraccionamiento que presentan a modo de rellenos, de manera típica desde 10 hasta 100 de los platos (16, 17) descritos anteriormente con mayor detalle, preferentemente entre 20 y 40 platos. En este caso se trabaja ventajosamente de tal manera que los reactivos de elevado punto de ebullición sean introducidos por la parte superior de la columna y los reactivos de bajo punto de ebullición sean introducidos en la parte inferior de la columna.

Se ha revelado como especialmente ventajoso que hayan sido previstos en la columna desde 0 hasta 50 platos, preferentemente desde 5 hasta 20 platos por encima de la corriente de alimentación (3) para los reactivos de elevado punto de ebullición y, en la parte inferior de la columna (16), por debajo de la corriente de alimentación (3), desde 0 hasta 50, preferentemente desde 5 hasta 30 platos.

El tiempo de residencia sobre los rellenos de la columna deberían suponer, de manera especialmente preferente, 30 minutos aproximadamente. Lo mismo es válido para los denominados platos teóricos con otros rellenos para la columna.

Otra forma de realización especialmente preferente del procedimiento según la invención ha sido representada en la figura 2:

Especialmente, en el caso de reacciones con una velocidad de reacción inicial elevada puede ser ventajoso conectar un reactor (42) aguas arriba de la columna de reacción y, de este modo, reducir los costes de inversión para la columna de reacción. En este caso se bombean hasta el reactor previo (42) el derivado del cromanol de la fórmula II (3), el agente para la acilación (1) y, en caso dado, el catalizador (2), en caso dado tras calentamiento previo. En este reactor se desarrolla la reacción, en primer lugar, con una elevada velocidad inicial.

En el reactor previo se busca preferentemente sólo una conversión parcial y la descarga del reactor previo se transporta hasta la columna de reacción (4), conectada aguas abajo, con ayuda de una bomba (43) a través del conducto (44).

La columna de reacción (4) se realizará en esta forma de realización del procedimiento según la invención esencialmente como se ha descrito en la figura 1, teniéndose que adaptar los puntos de alimentación de la descarga del reactor (44) en la columna (4) al sistema material correspondiente y a la conversión alcanzada en el reactor previo.

También puede ser ventajoso transportar únicamente una parte de la cantidad total del agente de acilación empleado hasta el reactor (42) y alimentar en la columna de reacción (4) la otra parte por debajo del punto de alimentación para la descarga del reactor (44) a través de un conducto adicional (41). El tiempo de residencia en el reactor previo se establecerá ventajosamente de tal manera que la reacción sea conducida en un intervalo de conversión con elevada velocidad de reacción.

Por regla general el tiempo de residencia en el reactor conectado aguas arriba (42) es desde 5 minutos hasta 2 horas, preferentemente desde 15 minutos hasta 1 hora.

El reactor (42) se ha simbolizado en la figura 2 en forma de cuba con agitador. En función del sistema de reacción son posibles, sin embargo, también reactores con otras características para el tiempo de residencia tales como por ejemplo reactores tubulares o reactores de bucles.

Con ayuda del procedimiento mejorado según la invención es posible la obtención de un gran número de derivados del éster del cromanol, especialmente los acetatos de tocoferol y de tocotrienol significativos como antioxidantes así como en el campo de la alimentación de los seres humanos y de los animales, especialmente el acetato de \alpha-tocoferol con una conversión casi cuantitativa y con rendimientos espacio-tiempo muy elevados así como con una elevada pureza.

El procedimiento según la invención presenta, frente al estado de la técnica, las siguientes ventajas adicionales:

Con el procedimiento según la invención se alcanzan selectividades por encima del 99% con relación al derivado de cromanol y por encima del 90% con relación al anhídrido del ácido carboxílico. La selectividad con relación al anhídrido del ácido carboxílico depende, en este caso, de la pureza del derivado del cromanol empleado, que en los ejemplos siguientes es del 94%.

La conversión se encuentra en este caso próxima al 100% con relación al derivado de cromanol y es del 95% con relación al agente para la acilación, de manera que únicamente tendrán que reciclarse pequeñas cantidades de agente para la acilación.

La pureza de los derivados del éster de cromanol se encuentra por encima del 95% tras la separación de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa y del agua o bien tras la separación del anhídrido de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb y de los ácidos carboxílicos R9-COOH. Este valor depende, igualmente, de la pureza del derivado de cromanol empleado de la fórmula II, puesto que, especialmente, en el caso de los tocoferoles y de los tocotrienoles, se encuentran componentes secundarios de elevado punto de ebullición presentes fundamentalmente ya en el tocoferol o en el tocotrienol empleados, como impurezas del producto. Tras la separación de estos componentes, la pureza del producto se encuentra por encima del 99% de manera que en el procedimiento según la invención únicamente se forman cantidades muy pequeñas de productos secundarios.

Otra ventaja del procedimiento reside en la forma de trabajo en continuo, que garantiza una calidad del producto constante, que no depende de la carga. El rendimiento espacio-tiempo es, a una concentración comparable de ácido, mayor, en un factor de 3, que en el caso de los procedimientos conocidos hasta ahora. Además puede aprovecharse para la destilación el calor de la reacción liberado durante la reacción y, de este modo, pueden ahorrarse costes de energía.

Otra gran ventaja del procedimiento según la invención consiste en que se alcanzan los elevados rendimientos que pueden ser obtenidos en un procedimiento en continuo en un reactor con una conversión casi cuantitativa con relación a los componentes de partida y, concretamente, incluso cuando no se utilice un exceso o únicamente se utilice un pequeño exceso de uno de los reactivos.

Además no tienen que emplearse, ventajosamente, disolventes y pueden reutilizarse como productos valiosos los ácidos carboxílicos R9-COOH que se forman como productos secundarios cuando se utilizan los anhídridos de los ácidos carboxílicos de la fórmula III.

Los ejemplos siguientes explican la invención.

Ejemplo 1 Obtención de acetato de \alpha-tocoferol A Descripción de la instalación

Como instalación se utilizó una columna de fraccionamiento (4) con 20 platos de campanas (aproximadamente 14 etapas teóricas) por debajo y por encima del punto de alimentación (2) y 0,6 m de una empaquetadura de tela metálica estructurada (Rhombopak 9 M) por encima del punto de alimentación superior (2). La columna tenía un diámetro interno de 30 mm. La numeración de los platos se llevó a cabo desde abajo hacia arriba, es decir que el plato más bajo era el plato 1 y el plato más alto era el plato 20.

La columna estaba equipada a intervalos regulares con termoelementos de manera, que pudo medirse la temperatura, además de en el calderín y en la cabeza de la columna, en cada 3 a 4 etapas teóricas. En la columna pudo determinarse, además del perfil de temperaturas, el perfil de concentraciones con ayuda de tomas de muestras correspondientes.

El evaporador (13), que pudo calentarse con ayuda de un termostato hasta 250ºC, tenía un volumen de 350 ml aproximadamente, estando comprendido el nivel de carga, durante el funcionamiento, según el tiempo de residencia, entre 50 y 155 ml. Sobre la columna se había asentado un refrigerador, que se hizo trabajar con un criostato. Además la columna estaba equipada con un grupo de vacío (9) y con una trampa de refrigeración. La descarga de la cola (35) de la columna se condujo hasta un evaporador de capa delgada (19) conectado aguas abajo, a través de cuya cola se purgó el producto en bruto (34), liberado de los productos de bajo punto de ebullición. El destilado del evaporador de capa delgada se condensó en un condensador (21), se atrapó en un recipiente (23) y se recicló mediante bombeo hasta la columna. En el caso de la descomposición de las fases se utilizó el recipiente (23) como recipiente separador y la fase inferior, la que contiene el anhídrido del ácido carboxílico, se recicló hasta la columna. La instalación se condujo con un funcionamiento de 24 horas (estacional) y se recogieron y se determinaron con ayuda de pesada todas las corrientes entrantes y salientes.

B Realización del ensayo Obtención del acetato de \alpha-tocoferol sin reciclo

Se bombearon sobre el plato 20 de la columna, 74,6 g/h (0,16 moles/h) de \alpha-tocoferol (al 93,6%) así como 2,05 g/h de ácido sulfúrico al 1% en ácido acético (0,13% en moles de ácido sulfúrico (100%) referido al \alpha-tocoferol) y sobre el plato 3 de la columna se bombearon 21,2 g/h (0,34 moles/h) de anhídrido acético. Se estableció una presión en el sistema de 400 mbares y una relación de reciclo de 2 kg/kg.

La temperatura del calderín fue de 156ºC y el tiempo de residencia en el sistema reactor fue de 3 horas, compuesto por 1 hora sobre los rellenos de la columna de fraccionamiento (16) y 2 horas en el evaporador (36). Como corriente de cola de la columna se obtuvieron 84,8 g/h de producto en bruto con un 94,0% en peso de acetato de \alpha-tocoferol y un 0,1% en peso de \alpha-tocoferol. Por la cabeza de la columna se retiraron 9,6 g/h de destilado constituido por ácido acético al 100% en peso.

Se obtuvo el acetato de \alpha-tocoferol con una selectividad del 99,9% con relación al \alpha-tocoferol y del 96,7% con relación al anhídrido del ácido acético. La conversión fue del 99,9% con relación al \alpha-tocoferol y del 84% con relación al anhídrido del ácido acético. El rendimiento espacio-tiempo fue aproximadamente de 262 g/(1*h).

Ejemplo 2 Obtención de acetato de \alpha-tocoferol sin reciclo/catalizador en anhídrido del ácido acético (VEA30)

En la instalación, descrita en el ejemplo 1, se bombearon sobre el plato 20 de la columna 100,0 g/h (0,22 moles/h) de \alpha-tocoferol (al 93,6%) así como 1,9 g/h de ácido sulfúrico al 1% en anhídrido del ácido acético (0,09% en moles de ácido sulfúrico (100%) referido al \alpha-tocoferol) y sobre el plato 3 de la columna se bombearon 26,7 g/h (0,26 moles/h) de anhídrido del ácido acético. Se estableció una presión en el sistema de 400 mbares y una relación de reciclo de 2 kg/kg. La temperatura de la cola fue de 155ºC y el tiempo de residencia en el sistema reactor fue de 2,2 horas, que estaba compuesto por 0,7 horas sobre los rellenos de la columna de fraccionamiento (16) y por 1,5 horas en el evaporador (36). Como corriente de cola de la columna se obtuvieron 113,8 g/h de producto en bruto con un 93,7% en peso de acetato de \alpha-tocoferol y con un 0,07% en peso de \alpha-tocoferol. Por la cabeza de la columna se retiraron 11,6 g/h de destilado constituido por ácido acético al 100% en peso. Se obtuvo el acetato de \alpha-tocoferol con una selectividad del 99,9% con relación al \alpha-tocoferol y del 97,9% con relación al anhídrido del ácido acético. La conversión fue del 99,9% con relación al \alpha-tocoferol y del 82% con relación al anhídrido del ácido acético. El rendimiento espacio-tiempo fue aproximadamente de 350 g/(1*h).

Ejemplo 3 Conducción de los ensayos - obtención de acetato de \alpha-tocoferol con reciclo (VEA53)

Se bombearon sobre el plato 20 de la columna, 150,0 g/h (0,33 moles/h) de \alpha-tocoferol (al 94,9%) así como 2,1 g/h de ácido sulfúrico al 1% en anhídrido del ácido acético (0,067% en moles de ácido sulfúrico (100%) referido al \alpha-tocoferol) y sobre el plato 3 de la columna se bombearon 35,0 g/h (0,34 moles/h) de anhídrido del ácido acético. Se estableció una presión en el sistema de 400 mbares y una relación de reciclo de 2 kg/kg. La temperatura de la cola fue de 164ºC y el tiempo de residencia en el sistema reactor fue de 1,2 horas, que estaba compuesto por 0,7 horas sobre los rellenos de la columna de fraccionamiento (16) y por 0,5 horas en el evaporador (36). La corriente de cola de la columna se condujo hasta el evaporador de capa delgada, se condensó el destilado y se recicló hasta el plato 3 de la columna (corriente de reflujo 2,2 g/h). Como corriente de cola del evaporador de capa delgada se obtuvieron 164,0 g/h de producto bruto con un 94,15% en peso de acetato de \alpha-tocoferol y con un 0,34% en peso de \alpha-tocoferol. Por la cabeza de la columna se retiraron 16,4 g/h de destilado constituido por ácido acético al 100% en peso.

Se obtuvo el acetato de \alpha-tocoferol con una selectividad del 99,4% referido al \alpha-tocoferol y del 91,0% referido al anhídrido del ácido acético. La conversión fue del 99,6% referido al \alpha-tocoferol y del 100% referido al anhídrido del ácido acético. El rendimiento espacio-tiempo fue aproximadamente de 700 g/(1*h).

Ejemplo comparativo 1

Conducción discontinua de la reacción

El ensayo discontinuo comparativo se llevó a cabo en un matraz redondo calentado con agitador, termómetro y refrigerante de reflujo superpuesto. Se dispusieron 300,75 g de \alpha-tocoferol (al 93,6%) (0,655 moles calculado al 100%) en el matraz y se calentaron a 100ºC. A continuación se combinaron 86,4 g (0,847 moles) de anhídrido del ácido acético con 0,03 g (0,00031 moles) de ácido sulfúrico (al 96%) y se introdujeron en el matraz bajo agitación. En este caso se calentó la mezcla de la reacción debido al calor de la reacción liberado y a continuación se reguló a 140ºC. Al cabo de 2 horas se refrigeró la mezcla de la reacción hasta la temperatura ambiente. La descarga de la reacción se determinó por medio de análisis GC. En la descarga del reactor se encontraron 299,7 g de acetato de \alpha-tocoferol, 0,05 g de \alpha-tocoferol, 44,3 g de ácido acético y 10,2 g de anhídrido del ácido acético. Se obtuvo el acetato de \alpha-tocoferol con una selectividad del 96,9% referido al \alpha-tocoferol y del 85,0% referido al anhídrido del ácido acético. La conversión fue del 99,9% referido al \alpha-tocoferol y del 88% en peso referido al anhídrido del ácido acético. El tiempo de carga total fue de aproximadamente 3 horas.

Claims

1. Procedimiento para la obtención en continuo de derivados del éster de cromanol de la fórmula I

6

en la que

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 y R8

según el cual se hacen reaccionar, derivados del cromanol, alimentados de manera continua, de la fórmula II

7

IIIaR8-COOH

y de los anhídridos de los ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb

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8

\vskip1.000000\baselineskip

donde

R9: significa hidrógeno o un resto alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en caso dado substituido, ramificado o no ramificado,

en presencia de un catalizador, en una columna de reacción a modo de reactor, los productos de la reacción se descargan de manera continua del reactor y se separa de la mezcla de la reacción, al menos, un producto de la reacción durante la conversión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se establecen los parámetros de la reacción de tal manera, que

B: se separen, de manera continua con la corriente de cabeza de la columna de reacción, el H_{2}O, que se forma durante la conversión con el agente de acilación (empleo de ácidos carboxílicos de la fórmula IIIa como agente de acilación) o el ácido carboxílico formado R9-COOH (cuando se utilicen anhídridos de ácidos carboxílicos de la fórmula IIIb como agente de acilación) y

C: se separen de manera continua con la corriente de cola de la columna de reacción los derivados del éster de cromanol de la fórmula I, formados durante la conversión.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque se conecta otro reactor aguas arriba de la columna de reacción.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como rellenos de la columna de reacción se emplean, por debajo del punto de alimentación más alto de los reactivos, platos de columna y, por encima del punto de alimentación más alto de los reactivos, empaquetaduras estructuradas.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se alimentan en la columna de reacción los reactivos de punto de ebullición elevado, en caso dado con el catalizador, por encima de los reactivos de punto de ebullición más bajo.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se lleva a cabo el aporte de calor en la columna de reacción, además de por medio de un evaporador a través de intercambiadores de calor situados en el exterior de la columna de reacción o a través de intercambiadores de calor, que se encuentran directamente sobre los platos de la columna y en el caso en que esté presente un reactor previo, según la reivindicación 3, se lleva a cabo adicionalmente un aporte de calor en este reactor previo.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se introduce un gas de arrastre en la columna de reacción.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se separa el agente de acilación en exceso, a partir de la corriente de cola descargada, en un evaporador conectado aguas abajo y, en caso dado se recicla hasta la columna, tras la purga de una corriente parcial.