[發(fā)明專利]一種用于由β-胡蘿卜素制備角黃素的催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113117756B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張弈宇;潘亞男;張濤;宋軍偉;沈宏強(qiáng);劉英瑞;呂英東;朱龍龍;李莉;郭勁資;王嘉輝;黎源
• 申請（專利權(quán)）人: 萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J27/24;C07C403/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于由β?胡蘿卜素制備角黃素的催化劑及其制備方法和應(yīng)用。所述催化劑為磷摻雜石墨相氮化碳負(fù)載金屬卟啉配合物，具有催化活性高，活性組分與載體間結(jié)合更加牢固，活性組分不易流失，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。采用β?胡蘿卜素在該催化劑、助催化劑及溶劑的存在下與雙氧水進(jìn)行氧化反應(yīng)制備角黃素的方法，反應(yīng)工藝溫和，全反式產(chǎn)物選擇性高，產(chǎn)品收率高，環(huán)境污染小，并且催化劑具有可回收利用的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于角黃素制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于由β-胡蘿卜素制備角黃素的催化劑及其制備方法，以及采用該催化劑催化氧化β-胡蘿卜素制備角黃素的具體方法。

背景技術(shù)

角黃素(或稱斑蝥黃)是類胡蘿卜素中的一種，存在于某些蘑菇、甲殼類、魚類、藻類、蛋、血液和肝臟中。角黃素淬滅活性氧的活性和清除自由基能力是β-胡蘿卜素的兩倍，維生素E的五十倍，因此在水產(chǎn)養(yǎng)殖、飼料添加劑、食品著色劑和醫(yī)藥行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。1984年，F(xiàn)DA/WHO批準(zhǔn)斑蝥黃列入食品添加劑并制定了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

長期以來，將β-胡蘿卜素氧化制備角黃素已有許多已知的方法，該方法可由下述反應(yīng)式表示：

US4212827報道了一種催化氧化β-胡蘿卜素制備角黃素的方法。該方法以單質(zhì)碘為催化劑，氯酸鹽或溴酸鹽為氧化劑。該方法缺點(diǎn)是反應(yīng)時間長、且碘使用量較大。

CN1277191以堿金屬氯酸鹽或溴酸鹽為氧化劑，加入鹵化碘或碘單質(zhì)及金屬碘化物，氧化β-胡蘿卜素制備角黃素。該方法雖然縮短反應(yīng)時間，但鹵化碘不穩(wěn)定且具有特殊毒性。

Quesnel報道以H₂O₂為氧化劑，I₂為催化劑，室溫條件下氧化β-胡蘿卜素制備角黃素，反應(yīng)收率可達(dá)40％。該方法中以H₂O₂為氧化劑更加綠色環(huán)保，但缺點(diǎn)是收率較低。

CN101633633以雙氧水為催化劑，堿金屬氯酸鹽或溴酸鹽為氧化劑氧化β-胡蘿卜素制備角黃素。該方法收率可達(dá)78％，但仍存在著含鹵素廢水難以處理的問題。

CN1793098以氯酸鹽為氧化劑，將氧化劑調(diào)節(jié)為PH＝2-5水溶液加入反應(yīng)體系，在200-800W燈光照射下氧化β-胡蘿卜素制備角黃素，收率74％。

CN108250118公開了以碘化鈉或碘化鉀為催化劑，硫酸水溶液為助劑，銅鹽為氧化劑條件下氧化β-胡蘿卜素制備角黃素。CN108912028公開了以碘化鈉或碘化鉀為催化劑，氫氧化鋰為助劑，雙氧水為氧化劑條件下氧化β-胡蘿卜素制備角黃素的方法。兩篇專利均避免了高毒性鹵化碘的使用，操作簡便，條件溫和。但催化劑無法回收套用，提高了制備成本。

綜上所述，現(xiàn)有公開的氧化β-胡蘿卜素制備角黃素技術(shù)中，仍舊存在反應(yīng)收率低，催化劑穩(wěn)定相差，難以回收套用，有含鹵廢水產(chǎn)生，環(huán)境不友好等問題。因此需要開發(fā)一種新的角黃素制備方法，解決以上問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種用于由β-胡蘿卜素制備角黃素的催化劑及其制備方法，該催化劑為磷摻雜石墨相氮化碳(P-g-C₃N₄)負(fù)載金屬卟啉配合物，具有催化活性高，可回收，催化劑活性組分與載體間結(jié)合更加牢固，活性組分不易流失，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還同時提供一種采用上述催化劑催化氧化β-胡蘿卜素制備角黃素的方法。該方法反應(yīng)工藝溫和，全反式產(chǎn)物選擇性高，產(chǎn)品收率高，環(huán)境污染小，并且催化劑具有可回收利用的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種用于由β-胡蘿卜素制備角黃素的催化劑，該催化劑包括載體磷摻雜石墨相氮化碳(P-g-C₃N₄)，以及負(fù)載的金屬卟啉配合物；