一種制備正龍腦的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備正龍腦的方法，包括如下步驟：將粗龍腦溶解在有機(jī)溶劑中，在催化劑作用下與無水草酸反應(yīng)，過濾除去未反應(yīng)完全的無水草酸和催化劑，水洗除去催化劑及草酸，剩余有機(jī)溶液蒸餾回收溶劑，剩余物經(jīng)水蒸氣蒸餾除去三環(huán)烯、莰烯及部分未反應(yīng)的龍腦，得到含有部分草酸異龍腦酯的草酸龍腦酯中間產(chǎn)品，然后將草酸龍腦酯中間產(chǎn)品進(jìn)行皂化得到高含量的正龍腦產(chǎn)品。本發(fā)明采用常規(guī)加熱，反應(yīng)速度快、條件溫和，操作簡便，產(chǎn)物易分離，產(chǎn)品收率高。
【專利說明】一種制備正龍腦的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由粗合成冰片(粗龍腦)或合成冰片制備正龍腦的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]松節(jié)油是松樹分泌出來的松脂經(jīng)水汽蒸餾得到的一種具有獨特香氣的天然精油，我國具有豐富的松節(jié)油資源，年產(chǎn)量居世界第一位。松節(jié)油主要成分是α-菔烯和β-菔烯，在馬尾松松節(jié)油中還含有少量長葉烯和石竹烯，因此，松節(jié)油可提供ClO或C15分子骨架，并同時提供多元環(huán)及橋環(huán)、環(huán)外或環(huán)內(nèi)雙鍵等活潑結(jié)構(gòu)，其化學(xué)反應(yīng)活性非常高，是難得的天然化工合成原料，在合成香料及其他功能性物質(zhì)方面具有十分重要的意義[趙振東，劉先章.松節(jié)油的精細(xì)化學(xué)利用(I)一松節(jié)油及精細(xì)化學(xué)利用基礎(chǔ)[J].林產(chǎn)化工通訊，2001，35 (I):42-47]。在我國，松節(jié)油主要被用于生產(chǎn)合成樟腦、合成冰片、合成松油醇等醫(yī)藥或香料中間體的生產(chǎn)。
[0003]龍腦，也叫冰片、片腦、龍腦香、腦子、冰片腦、梅花腦、老梅片、梅片、羯布羅香、桔片。天然冰片(右旋龍腦)一般為龍腦香科植物龍腦香樹或者某些樟科植物新鮮枝、葉、樹干經(jīng)提取加工制成的晶體。艾片(左旋龍腦)為菊科植物艾納香樹葉經(jīng)提取加工制成的結(jié)晶。中醫(yī)認(rèn)為龍腦味辛、苦、微寒，歸心、脾、肺經(jīng)，具有開竅醒神，清熱止痛等功效。常用于熱病神昏、驚厥、中風(fēng)痰厥、氣郁暴厥、中惡昏迷、目赤、口瘡、咽喉腫痛、耳道流膿。龍腦亦被用于化妝品行業(yè)，是名貴香精的定香劑和原料。還可以用于堅果和調(diào)味等實用香精。此外龍腦還有去腐防腐，趨避蟲類等功效。在飲料行業(yè)還能作為清涼添加劑。
[0004]鑒于龍腦如此之珍貴，用途之廣泛，雖然江西吉安、湖南新晃、廣東梅州等地相繼發(fā)現(xiàn)富含天然右旋龍腦的樟樹，天然提取龍腦的產(chǎn)量有所提高，但是由于天然龍腦資源非常有限，其價格昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足人類日益增加的需要。加上人類保護(hù)自然資源的呼聲日益高漲，研制高正龍腦含量的合成冰片產(chǎn)品顯得非常重要。
[0005]長期以來，各國科學(xué)工作者和工程技術(shù)人才都進(jìn)行了研究，但是經(jīng)得起考驗的工業(yè)化生產(chǎn)冰片的方法主要有偏鈦酸合成法和硼酐-醋酐合成法，都是經(jīng)過重排(酯化)加成和皂化共兩步完成。當(dāng)前，合成冰片過程中存在異龍腦含量較高，由于異龍腦在藥理上副作用相對較大，故提高龍腦含量、降低異龍腦含量以取代天然冰片成為一個極具經(jīng)濟(jì)價值的研究。
[0006]目前，關(guān)于有效率分離龍腦與異龍腦，制備正龍腦含量較高合成冰片的主要研究進(jìn)展如下:
[0007]唐松柏[CN 98104561.8]公開了三種高純合成龍腦及其從粗品中得來的經(jīng)濟(jì)制法。該法的主要特點是利用龍腦和異龍腦的酸催化脫水性能差異，在硫酸作用下將異龍腦脫水成為莰烯，而龍腦則保留下來，然后進(jìn)行一系列物理分離過程使莰烯與龍腦分開，從而獲得龍腦產(chǎn)品。龍腦的回收率約90%，但是產(chǎn)品中龍腦的含量或純度沒有公開，也沒有相應(yīng)的實驗例。
[0008] 朱寶璋等[CN200910193533、CN 200910193493、CN 200910193534]公開了一種利用超臨界CO2流體萃取精制冰片的方法，主要是通過調(diào)整萃取和分離柱中CO2流體的分離壓力和溫度可以得到比較純的正龍腦產(chǎn)品，萃取和分離時間為60~300min，原料粗龍腦中的正龍腦(含量<45%)提取率60%~98%，所得產(chǎn)品符合中國藥典對合成冰片中正龍腦含量> 55%的要求，正龍腦含量實際不低于57%。但是，實際上，該法屬于替代工業(yè)上合成冰片的汽油重結(jié)晶提純過程的方法。該法不僅設(shè)備要求高，且分離效果不理想，實際上產(chǎn)品中的正龍腦含量僅達(dá)到了要點要求，并沒有獲得純度更高的合成冰片產(chǎn)品。
[0009]盧文清[CN 201310249414.3]公開了一種利用自然界中分離出的微生物制備龍腦的方法，即通過生物培養(yǎng)的方式從α-菔烯獲得了乙酸正龍腦酯含量為66%~75%的產(chǎn)品，再水解皂化獲得了正龍腦含量為66%~75%的合成冰片。劉幽燕等[CN201010165725.8]公開了一種從自然界篩選分離獲得的微生物菌種，在有機(jī)溶劑-緩沖鹽體系下進(jìn)行具有一定選擇性的乙酸龍腦酯水解反應(yīng)，經(jīng)分離精制后可以得到正龍腦含量為75%以上的龍腦產(chǎn)品。這兩種方法還處于研究階段，且規(guī)模非常小，一時還難以得到應(yīng)用。
[0010]李世新[李世新，顧樹春，陳傳鶴.合成正龍腦的研制[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，1984，4 (4):10-19]采用氯乙酸代替草酸合成龍腦，就得到含酯量50%以上，96%為龍腦的產(chǎn)品；陳慧宗[陳慧宗，劉顯亮，徐景士，等.SO4 T12固體超強(qiáng)酸催化合成冰片的研究[J].江西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2002，26(4) =363-365.]采用氯乙酸與菔烯在90~110°C反應(yīng)7h，催化劑用量為1%時，產(chǎn)率達(dá)到46%，龍腦含量在97%以上。陳慧宗等[陳慧宗，劉永根，楊義文，等.CLY納米催化劑催化α -菔烯合成龍腦[J].精細(xì)化工，2005，22(4):277-279.]采用自制CLY納米催化劑，催化α -菔烯與草酸進(jìn)行了合成冰片的研究，得到產(chǎn)率為46.0%，m(正龍腦):m(異龍腦)=70.5: 7.3的產(chǎn)品。黎群[黎群，黃淑云.固體強(qiáng)酸催化合成冰片的研究[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，1996，16(2):45-48.]采用自制的Wp固體酸催化劑，得到產(chǎn)率大于40%，龍腦含量大于90%的產(chǎn)品。這些方法中，需要使用腐蝕性很強(qiáng)的氯乙酸、較難以大規(guī)模應(yīng)用的固體超強(qiáng)酸S(M_ /T12或Wp、CLY納米催化劑等原輔材料，工業(yè)化 應(yīng)用的可能性比較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明針對以往技術(shù)中存在的反應(yīng)復(fù)雜，產(chǎn)率低的主要缺陷，提供一種制備正龍腦的方法，具有高效率、低成本的特點。
[0012]發(fā)明的技術(shù)方案為:一種制備正龍腦的方法，包括如下步驟:將粗龍腦溶解在有機(jī)溶劑中，在催化劑作用下與無水草酸反應(yīng)，過濾除去未反應(yīng)完全的無水草酸和催化劑，水洗除去催化劑及草酸，剩余有機(jī)溶液蒸餾回收溶劑，剩余物經(jīng)水蒸氣蒸餾除去三環(huán)烯、莰烯及部分未反應(yīng)的龍腦，得到含有部分草酸異龍腦酯的草酸龍腦酯中間產(chǎn)品，然后將草酸龍腦酯中間產(chǎn)品進(jìn)行皂化得到高含量的正龍腦產(chǎn)品。
[0013]反應(yīng)原料粗龍腦為合成粗冰片或合成冰片，其中龍腦與異龍腦的質(zhì)量比為任意比例。
[0014]反應(yīng)溫度為35~120°C。
[0015]反應(yīng)時間為I~10h。
[0016]反所述的有機(jī)溶劑為芳香烴、鏈狀烷烴、支鏈烷烴、汽油中的任一種或者任意二種或多種的混合物。[0017]有機(jī)溶劑的使用量為原料質(zhì)量的0.1~6倍。
[0018]所述的催化劑為硼酐、焦硼酸、偏硼酸中的任一種或者任意比例組成的混合物，或是硫酸鈦、偏鈦酸中的一種。
[0019]反應(yīng)中催化劑與粗龍腦物質(zhì)的量之比為0.01~9: 100。
[0020]反應(yīng)中原料粗龍腦總物質(zhì)的量與無水草酸的物質(zhì)的量之比為100: 0.1~30。
[0021]有益效果:
[0022]1、該法反應(yīng)條件溫和，采用常規(guī)加熱方法，反應(yīng)溫度為35~120°C，反應(yīng)速度快。
[0023]2、中間產(chǎn)物與原料性質(zhì)差異大，分離效率高，易于提純?？梢杂烧埬X含量在50%的合成冰片制得正龍腦含量至少為91.6%的正龍腦產(chǎn)品。操作簡便，產(chǎn)物易分離。
[0024]3、后處理簡單，產(chǎn)品收率高、純度高。
[0025]4、有機(jī)溶劑等可以重復(fù)反復(fù)使用，降低了成本。
[0026]5、該法中使用的均為合成冰片廠正在使用的無水草酸和催化劑，簡便易得且成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0027]圖1為實施例1中制備得到的正龍腦產(chǎn)品的GC分析圖譜。圖中，各組分色譜峰(編號)的保留時間和對應(yīng)組分名稱及其峰面積百分?jǐn)?shù)分別為:(1#)4.6min，三環(huán)烯，0.1%；(2#) 5.2min,茨烯,1.6%; (3#) 12.0min,異龍腦，8.1 % ； (4#) 12.5min,龍腦，88.1 % wtD
【具體實施方式】:
[0028]本發(fā)明采用的技術(shù)路線:
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種制備正龍腦的方法，其特征在于，包括如下步驟:將粗龍腦溶解在有機(jī)溶劑中，在催化劑作用下與無水草酸反應(yīng)，過濾除去未反應(yīng)完全的無水草酸和催化劑，水洗除去催化劑及草酸，剩余有機(jī)溶液蒸餾回收溶劑，剩余物經(jīng)水蒸氣蒸餾除去三環(huán)烯、莰烯及部分未反應(yīng)的龍腦，得到含有部分草酸異龍腦酯的草酸龍腦酯中間產(chǎn)品，然后將草酸龍腦酯中間產(chǎn)品進(jìn)行皂化得到高含量的正龍腦產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種制備正龍腦的方法，其特征在于，反應(yīng)原料粗龍腦為合成粗冰片或合成冰片，其中龍腦與異龍腦的質(zhì)量比為任意比例。
3.如權(quán)利要求1所述的一種制備正龍腦的方法，其特征在于，反應(yīng)溫度為35~120°C。
4.如權(quán)利要求1所述的一種制備正龍腦的方法，其特征在于，反應(yīng)時間為I~100h。
5.如權(quán)利要求1所述的一種制備正龍腦的方法，其特征在于，反所述的有機(jī)溶劑為芳香烴、鏈狀烷烴、支鏈烷烴、汽油中的任一種或者任意二種或多種的混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的支鏈烷烴一種制備正龍腦的方法，其特征在于，有機(jī)溶劑的使用量為原料質(zhì)量的0.1~6倍。
7.如權(quán)利要求1所述的一種制備正龍腦的方法，其特征在于，所述的催化劑為硼酐、焦硼酸、偏硼酸中的任一種或者任意比例組成的混合物，或是硫酸鈦、偏鈦酸中的一種。
8.如權(quán)利要求1所述的一種制備正龍腦的方法，其特征在于，反應(yīng)中催化劑與粗龍腦物質(zhì)的量之比為0.01~9: 100。
9.如權(quán)利要求1所述 的一種制備正龍腦的方法，其特征在于，反應(yīng)中原料粗龍腦總物質(zhì)的量與無水草酸的物質(zhì)的量之比為100: 0.1~30。
【文檔編號】C07C35/30GK104030889SQ201410284808
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】趙振東, 張平輝, 徐士超, 田新庭, 畢良武, 劉曉輝, 陳玉湘, 雷臘, 王婧, 張瑞華 申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所, 湖南松本林業(yè)科技股份有限公司