斑蝥黄是一种类胡萝卜素,存在于生物体内并发挥着重要作用。近年来斑蝥黄因其良好的着色效果及保健作用受到人们的青睐,被广泛用作添加剂应用于各个行业。目前国内一些企业也用自有技术合成斑蝥黄,但始终存在产品含量低、结构类似物太多等问题,本文旨在对现有斑蝥黄的合成工艺加以改进,以寻求更为绿色简单的合成高纯度斑蝥黄的方法。常见的斑蝥黄合成方法主要是碳链延长法及β-胡萝卜素一步氧化法。碳链延长法合成斑蝥黄需对苯环上的羰基进行保护,而此法合成β-胡萝卜素则无需羰基保护且生产工艺已十分成熟;再对β-胡萝卜素进行一步氧化即可合成斑蝥黄,该方法具有反应路线短,条件温和的优点。因此本文将两种方法结合,具体采用合成路线为:亚甲基二膦酸四乙酯→十五碳磷酸酯→β-胡萝卜素→斑蝥黄,本文仅完成了整条路线中的两个重难点部分亚甲基二磷酸四乙酯的合成及斑蝥黄的合成,并使用~1H核磁共振谱(~1H NMR)及质谱(MS)等检测技术进行各步反应产物验证。主要内容如下:(1)采用亚磷酸二乙酯钠与二氯甲烷反应法进行亚甲基二膦酸四乙酯的合成,该方法分三步进行:第一步反应在石油醚溶液中进行亚磷酸二乙酯钠的合成,使反应物亚磷酸二乙酯与乙醇钠的摩尔比为1:0.9,于25-30℃下反应2小时;第二步是亚磷酸二乙酯钠和二氯甲烷进行单取代反应,于20℃下反应24 h;第三步是单取代物继续与二氯甲烷发生进一步取代反应得到亚甲基二膦酸四乙酯,于35℃反应72 h。反应结束后对溶液进行精馏得到目标产品,最终精馏后正份产物纯度可达95.1%,收率为70.2%。(2)直接以β-胡萝卜素为原料,经一步氧化法合成斑蝥黄。该方法用二氯甲烷溶解β-胡萝卜素,再向其中加入摩尔比为1:4的单质碘/碘化钾体系作为催化剂,以氯酸钠作为氧化剂,在β-胡萝卜素与氯酸钠用量的摩尔比为1:10-1:13,溶液pH=4,温度为30℃的条件下反应4 h,再向反应液中加入抗氧化剂,洗涤后得到的粗产品在氯仿-乙醇体系中进行重结晶,最后进行异构化,最终得到目标产物。得到的终产品收率为72%,纯度为97.1%,顺反比为8:92。该合成路线既避免了纯碳链延长法中副产物积累过多,需进行官能团保护的问题,又结合了一步氧化法的优点,对国内斑蝥黄的生产具有一定的借鉴意义。