zum Directory-modus

Tutorial MenueVitamin ALerneinheit 6 von 7

Vitamin A: BASF-Synthese

Synthese des Vitamin-A-Acetats

Mit der Vitamin-A-Synthese bei der BASF wurde erstmals die Wittig-Reaktion zur Verknüpfung von isoprenoiden Bausteinen über eine C-C-Doppelbindung in die Technik eingeführt. Nach dem allgemeinen Mechanismus für diese Reaktion verliert das Phosphonium-Salz unter Einfluss von Natriummethanolat ein Proton, wobei das unbeständige, zwitterionische Ylid entsteht.

Abb.1
Ylid-Bildung

Das Ylid reagiert mit β-Formylcrotylacetat in einem kontinuierlichen Prozess mit großer Geschwindigkeit irreversibel zum gewünschten Vitamin-A-Acetat und Triphenylphosphanoxid. Die Bildung des Phosphanoxids ist hierbei die Triebkraft der Reaktion. Die gesamte Wärmetönung der Raktion liegt bei etwa 250 kJmol-1 .

Abb.2
Wittig-Reaktion zwischen dem C15-Salz und dem C5-Acetat zum Vitamin-A-Acetat

Bei der Wittig-Reaktion, die bei diesem Verfahren zum ersten Mal großtechnisch genutzt wurde, gilt im Allgemeinen die Abwesenheit von Wasser als unerlässliche Voraussetzung. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass die Hydrolysegeschwindigkeit des Ylids bei Temperaturen um 0 °C praktisch zum Stillstand kommt. Daher muss bei der vorliegenden Reaktion nicht auf strengen Wasserausschluss geachtet werden, wenn bei Temperaturen unterhalb von 5 °C und mit kurzer Ylid-Verweilzeit im Reaktor gearbeitet wird. Da geringe Mengen Wasser bei der Reaktion nicht stören, wird die technische Lösemittelaufarbeitung stark vereinfacht.

Ein weiteres Problem war die Abfuhr der großen Wärmemenge, die durch die hohe Reaktionsgeschwindigkeit in einem kleinen Reaktionsvolumen frei wird. Bei der Reaktion entstehen neben dem gewünschten Produkt auch äquimolare Mengen an Natriumsalz und Triphenylphosphanoxid, die beispielsweise eine Abführung der Reaktionswärme über Kühlflächen unmöglich machen. Die Wittig-Reaktion wird daher adiabatisch geführt, wobei die Reaktionswärme unter Temperaturerhöhung vom Reaktionsgemisch selber aufgenommen wird. Um dabei ein Überschreiten kritischer Reaktionstemperaturen zu vermeiden, wird der Prozess kontinuierlich geführt und die Reaktionstemperatur durch Vorkühlen der C15-Salz-/C5-Acetat-Lösung und der Natriummethanolat-Lösung eingestellt.

Aber erst nach der technischen Lösung von zwei weiteren Problemen, der großtechnischen Synthese des Triphenylphosphans und der Wiederverwertung des in der Wittig-Reaktion anfallenden Triphenylphosphanoxids, konnte die Vitamin-A-Anlage mit einer Produktion von über 1000 Tonnen pro Jahr in Produktion gehen.

Technische Synthese des Triphenylphosphans und Verwertung des Triphenylphosphanoxids

Seite 14 von 14>