一種蒎烯酯化合成冰片酯的新工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以α-蒎烯酯化合成冰片酯的新工藝，特別涉及一種組合投料方式和反應(yīng)溫度序列的酯化新工藝。該工藝包括以下步驟：將原料α-蒎烯等分為兩份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入到酯化釜中，形成母液，另一份于反應(yīng)一段時(shí)間后逐步加入酯化釜中，原料草酸分為若干份，一份于反應(yīng)初始時(shí)投入酯化釜，余下的草酸于反應(yīng)一定時(shí)間依次投入酯化釜，在催化劑下進(jìn)行酯化反應(yīng)，合成草酸冰片酯，反應(yīng)至終點(diǎn)后將反應(yīng)產(chǎn)物水洗，蒸餾，皂化水解后能得到冰片。
【專利說明】
一種蒎烯酯化合成冰片酯的新工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種以a -菔烯低溫酯化合成草酸冰片酯的新工藝，特別涉及一種組合投料方式和反應(yīng)溫度序列的酯化新工藝?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]草酸冰片酯皂化水解后制得冰片，冰片酯是合成冰片的中間產(chǎn)物。冰片是無色半透明的六方片狀結(jié)晶體，具有類似樟腦及薄荷的混合氣味，也是一種重要的化工原料、香料、中藥成分和食品添加劑，還用于配制高級(jí)香水、驅(qū)蟲劑，對(duì)抗癌癥等。冰片的應(yīng)用歷史悠久，從古代就被用作薰香或墨的香料以及醫(yī)藥用。近代除醫(yī)藥處方外，冰片用以配制保健藥，如人丹、清涼油、眼藥等，還廣泛應(yīng)用于化妝品、日用品，如室內(nèi)清香劑、牙膏、墨汁、熏香、口腔清潔劑、消毒殺菌劑等，在香料香精調(diào)制中冰片是名貴的定香劑和配制高級(jí)香水的重要原料，是合成香料制造龍腦酯類的香原料，還用于調(diào)味等香精。此外冰片還有去腐防腐，驅(qū)避蟲類的效力。在飲料工業(yè)上還能作為清涼添加劑。冰片特別對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物、 心血管系統(tǒng)藥物，有促進(jìn)主藥發(fā)揮療效的作用。與天然冰片相比，人工合成冰片中往往含有正冰片和異冰片，在發(fā)揮藥用價(jià)值時(shí)，正冰片的含量越高越好。
[0003]合成冰片酯的方法有很多種，包括以含有菔烯的松節(jié)油為原料，和無水草酸、氯乙酸等在不同種類的催化劑體系下進(jìn)行酯化反應(yīng)。據(jù)報(bào)道，已工業(yè)化的方法主要是a-菔烯和無水草酸經(jīng)過酯化合成草酸冰片酯，進(jìn)一步皂化水解制得高價(jià)值的冰片，但該傳統(tǒng)方法中，酯化產(chǎn)物中冰片酯含量低，直接原因是酯化反應(yīng)的選擇性不高，導(dǎo)致皂化產(chǎn)物中冰片含量低，正冰片的含量也不高，嚴(yán)重影響了合成冰片的質(zhì)量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]考慮現(xiàn)有酯化工藝中的不足，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種a -菔烯酯化合成冰片酯的新工藝，提高酯化產(chǎn)物中冰片酯的含量，以期提高皂化產(chǎn)物中冰片含量和正冰片所占比例，因?yàn)楸暮亢驼急扔甚セ^程決定，與皂化水解過程無關(guān)，從而改善合成冰片的質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明的合成冰片工藝過程包括以下步驟:將一定量的a -菔烯等分為兩份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入到酯化釜中，作為母液，另一份于反應(yīng)25?50 min時(shí)逐步加入酯化釜中，加入時(shí)間控制在60?90 min內(nèi)。一定量的草酸分為若干份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入酯化釜，余下的草酸于反應(yīng)一定時(shí)間依次投入酯化釜，在催化劑硼酐和醋酐下進(jìn)行酯化反應(yīng)，控制酯化反應(yīng)溫度在控制在50?75°C，先于 55~75°C下反應(yīng)一段時(shí)間后再降低溫度于50~65°C下反應(yīng)一段時(shí)間，總反應(yīng)時(shí)間3.0?6.0 小時(shí)，制得草酸冰片酯。將酯化反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水洗、蒸輕油、皂化水解后可制得冰片。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:1.根據(jù)該體系反應(yīng)劇烈放熱的特點(diǎn)，在酯化反應(yīng)過程中將無水草酸分次投入，控制了反應(yīng)速率和反應(yīng)放熱，反應(yīng)物濃度維持在合理的范圍，有效減少菔烯發(fā)生自聚等副反應(yīng)，提高了反應(yīng)選擇性，維持過程安全生產(chǎn)。
[0007]2.在酯化反應(yīng)中Ct-菔烯不是一次性加入，而是部分在酯化反應(yīng)劇烈時(shí)逐步加入，能控制酯化反應(yīng)放熱，并且維持在合理的反應(yīng)物濃度，保持較高的反應(yīng)選擇性。
[0008]3.本發(fā)明酯化反應(yīng)后得到的粗酯的酯含量可達(dá)到64%?68%，皂化水解后正冰片含量可達(dá)到84%，較傳統(tǒng)工藝(64%)有大幅提高。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1
取α -菔烯64g等分為兩份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入酯化釜，主催化劑硼酐0.6g，助催化劑醋酐0.12g于酯化釜，邊攪拌邊升溫至反應(yīng)溫度，再取無水草酸Ilg分為五份，分別于反應(yīng)初始時(shí)、25min、50min、90min, 120min時(shí)投入酯化爸，另一份α -菔烯于反應(yīng)25min通過平流泵導(dǎo)入酯化釜，控制流量使α -菔烯在87min加入完畢，控制冷卻水流量進(jìn)行酯化反應(yīng)，溫度為65°C,反應(yīng)25min后降至55°C,酯化反應(yīng)共4.5小時(shí)后,體系顏色不再明顯加深，停止酯化反應(yīng)。將酯化產(chǎn)物水洗，蒸餾后，取2g，精確至0.0Olg,皂化后，用標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液滴定，分析酯含量為66.2%，同樣條件皂化后，以氣相色譜分析冰片含量為84.4%。
[0010]實(shí)施例2
取α -菔烯64g等分為兩份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入酯化釜，主催化劑硼酐0.6g，助催化劑醋酐0.12g于酯化釜，邊攪拌邊升溫至反應(yīng)溫度，再取無水草酸Ilg分為五份，分別于反應(yīng)初始時(shí)、25min、50min、90min, 120min時(shí)投入酯化爸，另一份α -菔烯于反應(yīng)25min通過平流泵導(dǎo)入酯化釜，控制流量使α -菔烯在76min加入完畢，控制冷卻水流量進(jìn)行酯化反應(yīng)，溫度為68°C下反應(yīng)25min，反應(yīng)50min后將反應(yīng)溫度降低為57 °C，酯化反應(yīng)4.0小時(shí)后，體系顏色不再明顯加深，停止酯化反應(yīng)。將酯化產(chǎn)物水洗，蒸餾后，取2g，精確至0.0Olg，皂化后，用標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液滴定，分析酯含量為60.4%，同樣條件皂化后，以氣相色譜分析冰片含量為68.3%ο
[0011]實(shí)施例3
取α -菔烯64g等分為兩份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入酯化釜，主催化劑硼酐0.6g，助催化劑醋酐0.12g于酯化釜，邊攪拌邊升溫至反應(yīng)溫度，再取無水草酸Ilg分為五份，分別于反應(yīng)初始時(shí)、25min、50min、90min, 120min時(shí)投入酯化爸，另一份α -菔烯于反應(yīng)25min通過平流泵導(dǎo)入酯化釜，控制流量使α -菔烯在70min加入完畢，控制冷卻水流量進(jìn)行酯化反應(yīng)，溫度為69°C下反應(yīng)25min，反應(yīng)50min后將反應(yīng)溫度降低為55 °C，酯化反應(yīng)3.0小時(shí)后，停止酯化反應(yīng)。將酯化產(chǎn)物水洗，蒸餾后，取2g，精確至0.0Olg,皂化后，用標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液滴定，分析酯含量為64.0%，同樣條件皂化后，以氣相色譜分析冰片含量為71.8%。
[0012]實(shí)施例4
取α -菔烯64g等分為兩份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入酯化釜，主催化劑硼酐0.Sg，助催化劑醋酐0.18g于酯化釜，邊攪拌邊升溫至反應(yīng)溫度，再取無水草酸Ilg分為五份，分別于反應(yīng)初始時(shí)、25min、50min、90min, 120min時(shí)投入酯化爸，另一份α -菔烯于反應(yīng)25min通過平流泵導(dǎo)入酯化釜，控制流量使α -菔烯在67min加入完畢，控制冷卻水流量進(jìn)行酯化反應(yīng)，溫度為67°C下反應(yīng)30min后將反應(yīng)溫度降低為57°C,酯化反應(yīng)4.0小時(shí)后,停止酯化反應(yīng)。將酯化產(chǎn)物水洗，蒸餾后，取2g，精確至0.0Olg，皂化后，用標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液滴定，分析酯含量為60.1%，同樣條件皂化后，以氣相色譜分析冰片含量為74.6%。
[0013]實(shí)施例5取a _菔烯64g等分為兩份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入酯化釜，主催化劑硼酐0.6g，助催化劑醋酐〇.13g于酯化釜，邊攪拌邊升溫至反應(yīng)溫度，再取無水草酸llg分為五份，分別于反應(yīng)初始時(shí)、25111；[11、5〇111；[11、9〇111；[11，12〇111；[11時(shí)投入酯化藎，另一份a -菔烯于反應(yīng)25min通過平流泵導(dǎo)入酯化釜，控制流量使a -菔烯在60min加入完畢，控制冷卻水流量進(jìn)行酯化反應(yīng)，溫度為65°C下反應(yīng)50min后將反應(yīng)溫度降低為55°C,酯化反應(yīng)4.0小時(shí)后，停止酯化反應(yīng)。將酯化產(chǎn)物水洗，蒸餾后，取2g，精確至0.0Olg，皂化后，用標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液滴定，分析酯含量為67.7%，同樣條件皂化后，以氣相色譜分析冰片含量為83.1%。
[0014]實(shí)施例6取a _菔烯64g等分為兩份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入酯化釜，主催化劑硼酐0.6g，助催化劑醋酐〇.llg于酯化釜，邊攪拌邊升溫至反應(yīng)溫度，再取無水草酸llg分為五份，分別于反應(yīng)初始時(shí)、25111；[11、5〇111；[11、9〇111；[11，12〇111；[11時(shí)投入酯化藎，另一份a -菔烯于反應(yīng)25min通過平流泵導(dǎo)入酯化釜，控制流量使a -菔烯在90min加入完畢，控制冷卻水流量進(jìn)行酯化反應(yīng)，溫度為65°C下反應(yīng)50min后將反應(yīng)溫度降低為60°C,酯化反應(yīng)5.0小時(shí)后，停止酯化反應(yīng)。將酯化產(chǎn)物水洗，蒸餾后，取2g，精確至0.0Olg，皂化后，用標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液滴定，分析酯含量為53.9%，同樣條件皂化后，以氣相色譜分析冰片含量為61.3%。
[0015]實(shí)施例7取a _菔烯64g等分為兩份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入酯化釜，主催化劑硼酐0.8g，助催化劑醋酐〇.15g于酯化釜，邊攪拌邊升溫至反應(yīng)溫度，再取無水草酸llg分為五份，分別于反應(yīng)初始時(shí)、25min、50min、140min，220min時(shí)投入酯化藎，另一份a -菔烯于反應(yīng)25min通過平流泵導(dǎo)入酯化釜，控制流量使a -菔烯在60min加入完畢，控制冷卻水流量進(jìn)行酯化反應(yīng)，溫度為60°C下反應(yīng)30min后將反應(yīng)溫度降低為55°C,酯化反應(yīng)6.0小時(shí)后，停止酯化反應(yīng)。將酯化產(chǎn)物水洗，蒸餾后，取2g，精確至0.0Olg，皂化后，用標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液滴定，分析酯含量為64.0%，同樣條件皂化后，以氣相色譜分析冰片含量為73.8%。
[0016]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明范圍內(nèi)所做的同等改變與修飾， 皆應(yīng)屬于本發(fā)明的覆蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種菔烯酯化合成冰片的新工藝，其特征在于:在催化劑存在條件下，通過投料方式和反應(yīng)溫度序列組合的方式，對(duì)Cl -菔烯和無水草酸進(jìn)行低溫酯化反應(yīng)，合成草酸冰片酯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，所采用的催化劑包括硼酐和醋酐的組合，其質(zhì)量比為.3.0:1?5.5:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，α-菔烯和無水草酸加入總質(zhì)量之比為4.0:1~7.0:1，更優(yōu)選.4.0:1~6.0:1，其中，α -菔烯等分為兩份，一份在酯化反應(yīng)初始時(shí)加入，形成母液，另一份于反應(yīng)25?50 min時(shí)逐步加入反應(yīng)釜，加入時(shí)間控制在60?90 min內(nèi)；無水草酸分為若干份，一份于反應(yīng)初始時(shí)加入酯化釜，余下的草酸于反應(yīng)一定時(shí)間依次投入酯化釜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，酯化反應(yīng)溫度控制為50?75°C，反應(yīng)溫度點(diǎn)和溫度序列結(jié)合的方式，于55~75°C下反應(yīng)一段時(shí)間后再降低溫度于50~65°C下反應(yīng)一段時(shí)間，總反應(yīng)時(shí)間.3.0?6.0小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C07C69/36GK105985243SQ201510055421
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月4日
【發(fā)明人】奚楨浩, 趙玲, 蔣杰, 秦春曦, 邵健強(qiáng)
【申請(qǐng)人】華東理工大學(xué)