專利名稱：：異海松酸的制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種松香或是松脂的重要組分異海松酸的制備方法。
背景技術：
：異海松酸是松脂或者松香的一種重要組分，其中在濕地松松香中含量達20%左右。異海松酸穩(wěn)定的菲環(huán)骨架結構和獨特的環(huán)外雙鍵使其具有多種化學反應特性，因此從典型松脂或者松香中分離和提純異海松酸對海松酸型樹脂酸的開發(fā)利用具有重要的意義。目前已知的異海松酸分離和提純方法有三類，即"哌啶沉淀法"、"馬來酸酐加成-異丁醇胺沉淀法"和"蒸餾法"。Loeblich等報道利用哌啶直接沉淀法分離異海松酸，異海松酸的收率為4.7°/。(LOEBLICHVM,LAWRENCERV.Anewmethodforisolatingisodextropimaricacidfrompineoleoresinandrosin[J]./。rgCAe/B,1958，23(1):25-26.)。該方法直接從松香原料中分離異海松酸的銨鹽，操作簡單，缺點是哌啶雖然對異海松酸有選擇性，但生成的異海松酸的銨鹽結晶速率很慢，生產周期長且收率較低。Harris等通過馬來酸酐的Diels-Alder加成反應除去批酸型樹脂酸，再由異丁醇胺選擇性沉淀得到異海+>酸，異海松酸的收率為8%(HARRISGC,SANDERSONTF.Rosinacids(III)Theisolationofdextropimaricacidanewpimaric-typeacid,isodextropimaricacid[J]./J/C力e/z;5"oc，1948,70(1):2079-2085.)。該方法中馬來海松酸和未反應的樹脂酸(包括海松酸型樹脂酸、去氫樅酸及未反應完的少量樅酸型樹脂酸)的分離比較困難，分離出的未反應樹脂酸中容易夾雜馬來海松酸。Harris等還采用了蒸餾的方法直接蒸出海松酸和異海松酸，再以異丁醇胺分離異海松酸，其相對于松香的得率為4%(HARRISGC,SANDERSONTF.Rosinacids(III)Theisolationofdextropimaricacidanewpimaric-typeacid,isodextropimaricacid[J].5"oc，1948，70(1):2079-2085.)。該方法分餾條件要求較高，不利于操作，并且異海松酸的得率較低。目前，國內有關異海松酸分離和提純方面的研究報道很少，更沒有工業(yè)級別的高純度異海松酸產品。因此，探索高效、高得率、經濟可行的分離異海松酸的方法，將會加快異海松酸在醫(yī)藥、生物和材料等領域的應用。
發(fā)明內容為了解決現有技術方法中制備異海松酸成本高、得率低的缺點，本發(fā)明提供了一種異海松酸的制備方法，生產成本低、得率高，且產品異海松酸純度也高，可以達到95%。本發(fā)明采用的主要技術路線如下松香-松月r^熱異構松香^^異海松酸銨鹽復式重結s曰純化銨鹽_^^異海松酸本發(fā)明的技術方案為一種異海松酸的制備方法，包括以下步驟第一步將熱異構松香溶解于1-IO倍質量的丙酮中，滴加相當于熱異構松香質量1~40%的異丁醇胺的丙酮溶液，丙酮/異丁醇胺=1:1mL/g,形成沉淀，靜置，過濾，用體積分數為50%的乙醇洗滌，干燥，得到異海松酸銨鹽粗品；異海松酸銨鹽粗品按照復式重結晶法，每組異海松酸銨鹽完成5次重結晶、干燥，得到純化的異海松酸銨鹽晶體；復式重結晶法中使用的溶劑為體積分數95%的乙醇、乙酸甲酯、乙酸甲酯-無水乙醇、無水乙醇、曱醇中的任一種。第二步，將第一得到的純化的異海松酸銨鹽晶體溶于1-20倍質量的乙醚中，分次加入質量分數為1~20%的鹽酸至異海松酸銨鹽晶體消失，分出水層，水洗乙醚層至中性，一個大氣壓下于3050。C蒸出乙醚，剩余物溶于0.5~5倍質量的丙酮中，向此溶液中慢慢滴入水，直至析出的晶體不再增加為止，過濾、干燥得到純化的異海松酸。'其中所述的熱異構松香是由含有異海松酸的松脂在1個大氣壓、90-114'C條件下先蒸出松脂中含有的少量水后，在10-50kPa、140-170'C條件下蒸出松節(jié)油，然后升溫至150-18(TC下異構化反應1-3h,過濾，冷卻至室溫制備得到的。所述的含有異海松酸的松脂為濕地松松脂、加勒比松松脂、思茅松松脂、馬尾松松脂任一種，最佳的選擇是濕地松松脂。所述的松香可以是脂松香、浮油松香或者木松香。其中優(yōu)選脂松香中的濕地松松香、加勒比松松香、思茅松松香、馬尾松松香任一種，最佳的選擇是濕地松松香。本發(fā)明的技術效果如下1.松脂經松節(jié)油蒸餾和松香熱異構后，使大部分左旋海松酸異構為樅酸型樹脂酸，由于左旋海松酸和異海松酸都可以與異丁醇胺或哌啶反應，而通過熱異構后則只保留了異海松酸。提高了反應的得率，本發(fā)明方法相對于熱異構松香的得率可以達到10.1%。2.異海松酸銨鹽采用體積分數95%的乙醇作溶劑，按照復式重結晶法每組結晶進行5次重結晶，此操作過程能有效地去除了異海松酸銨鹽中夾雜的其他樹脂酸尤其是機酸，這樣就最大程度的減少了其他樹脂酸的干擾和異海松酸銨鹽的損失，并提高了異海松酸的純度，純度可以達到95%以上。3.本方法與哌啶法相比，異丁醇胺對異海松酸的結晶速度比哌咬對異海松酸的結晶速度快，大大節(jié)省了分離時間，節(jié)約了有機胺；與馬來酸酐加成-異丁醇胺沉淀法相比，該方法直接從松香中分離異海松酸，減少了中間步驟的損失，提高了異海松酸的得率，也簡化了操作步驟；與蒸餾法相比操作條件簡單，得率也較高。圖1是本發(fā)明中復式重結晶法操作流程圖。復式重結晶法操作流程圖1中，C表示結晶，A表示過濾結晶后剩余的且將要合并用于下一步結晶過程的"有用母液"，母液則表示不再使用將要被舍棄的部分。圖2是產品異海松酸曱酯的質譜分析譜圖。圖3是產品異海;^酸的紅外光譜分析譜圖。圖4是產品異海松酸的質子核磁共振分析譜圖。具體實施例方式以下通過實施例進一步說明本發(fā)明。實施例1,一種異海;^酸的制備方法，包括以下步驟第一步將熱異構松香溶解于1-10倍質量的丙酮中，滴加相當于熱異構松香質量1~40%的異丁醇胺的丙酮溶液，丙酮/異丁醇胺=1:1mL/g,形成沉淀，靜置，過濾，用體積分數為50%的乙醇洗滌，干燥，得到異海松酸銨鹽粗品；異海松酸銨鹽粗品采用復式重結晶法，每組異海4^酸銨鹽完成5次重結晶、千燥，得到純化的異海松酸銨鹽晶體；復式重結晶法中使用的溶劑為體積分數95%的乙醇、乙酸曱酯、乙酸曱酯-無水乙醇、無水乙醇、甲醇中的任一種。丙酮的用量可以是熱異構松香質量的1倍、3倍或者10倍。滴加的異丁醇胺的量可以是熱異構松香的質量的1%、22%或者40%。第二步，將第一步得到的純化的異海松酸銨鹽晶體溶于1-20倍質量的乙醚中，分次加入質量分數為1~20%的鹽酸至異海松酸銨鹽晶體消失，分出水層，水洗乙醚層至中性，一個大氣壓下于305(TC蒸出乙醚，剩余物溶于0.5~5倍質量的丙酮中，向此溶液中慢慢滴入水，直至析出的晶體不再增加為止，過濾、干燥得到純化的異海松酸。乙醚的量可以是異海松酸銨鹽的質量的1倍、11倍或者20倍。鹽酸的濃度可以是質量分數為1%、10%或20%的。實施例2將600g濕地松松脂裝入lL四口燒瓶中，安裝溫度計、蒸鎦頭、三叉接尾管、接收瓶，通氮氣，濕地松松脂在l個大氣壓、90-114。C條件下蒸出所含少量水，在10~50kPa、140-170。C條件下蒸出松節(jié)油，再升溫至150~180。C異構化反應1~3h,過濾，冷卻至室溫，得到熱異構松香478g。取樣經過甲酯化處理后進行GC分析，該熱異構松香中異海松酸的質量分數為23.75%。實施例3將實施例2中的濕地松松脂換為加勒比松松脂其余不變。實施例4將實施例2中的濕地松松脂換為思茅松松脂其余不變。實施例5將實施例2中的濕地松松脂換為馬尾松松脂其余不變。實施例6分別將200g脂松香，可以是濕地松松香、加勒比松香、思茅松松香、馬尾松松香中的任一種，在150180。C條件下異構化反應1~3h，過濾，冷卻至室溫，得到熱異構松香。實施例7取上述實施例2得到的熱異構松香200g溶解于1倍質量的丙酮中，滴加相當于熱異構松香質量15%異丁醇胺的丙酮溶液，異丁醇胺/丙酮=1:1,g/mL,形成沉淀物，靜置2h，過濾，用體積分數50%的乙醇洗滌三次，干燥，得到異海松酸銨鹽粗品。異海松酸銨鹽粗品按照復式重結晶法，保證每組異海松酸銨鹽完成5次重結晶，每次溶解異海松酸銨鹽時加入1~3倍的體積分數為95%的乙醇，過濾結晶時用體積分數為50%的乙醇洗滌，干燥，得到純化的異海松酸銨鹽晶體25.7g。將上述純化的異海松酸銨鹽全部溶于1倍質量的乙醚中，分次加入質量分數為1%的鹽酸水溶液至異海払、酸銨鹽晶體消失，分出水層，水洗乙醚層至中性，1個大氣壓下于30。C蒸出乙醚，剩余物溶于0.5倍質量的丙酮中，向此溶液中慢慢滴入水，直至析出的晶體不再增加為止，過濾、千燥得到純化的異海松酸20.1g,相對于熱異構松香的得率為10.1%。復式重結晶法的操作過程如圖1所示，C表示結晶，A表示過濾結晶后剩余的且將要合并用于下一步結晶過程的"有用母液"，母液則表示不再使用將要被舍棄的部分。將制得的異海松酸銨鹽粗品溶于有機溶劑中，第一次結晶出來的晶體為Cl、母液為Al,將Al濃縮至1/2體積后得到的晶體為Dl、母液棄去，將Cl再溶解重結晶得到晶體為C2、母液為A2,將晶體Dl溶于A2后濃縮至體積的1/2后結晶得到晶體D2、母液棄去，晶體C2溶解后再結晶得到的晶體為C3、母液為A3,將晶體D2溶于A3中溶液濃縮至體積的1/2后結晶得到晶體D3、母液棄去，晶體C3溶解重結晶得到晶體C4、母液A5，晶體D3溶于A4中溶液濃縮至體積的1/2結晶得到晶體D4、母液棄去，晶體C4溶解重結晶得到晶體C5、母液A5,晶體D4溶液A5中溶液濃縮至體積的1/2結晶得到晶體D5、母液棄去。合并收集C5和D5，得到純化的異海松酸銨鹽。實施例8取上述實施例2得到的熱異構松香200g溶解于11倍質量的丙酮中，滴加相當于熱異構松香質量21%異丁醇胺的丙酮溶液，異丁醇胺/丙酮=1:1,g/mL,形成沉淀物，靜置2h,過濾，用體積分數50%的乙醇洗滌三次，千燥，得到異海松酸銨鹽粗品。異海松酸銨鹽粗品按照復式重結晶法，保證每組異海松酸銨鹽完成5次重結晶，每次溶解異海松酸銨鹽時加入2倍的體積分數為95%的乙醇，過濾結晶時用體積分數為50%的乙醇洗滌，干燥，得到純化的異海松酸銨鹽晶體。將上迷純化的異海松酸銨鹽全部溶于11倍質量的乙醚中，分次加入質量分數為11%的鹽酸水溶液至異海松酸銨鹽晶體消失，分出水層，水洗乙醚層至中性，1個大氣壓下于4(TC蒸出乙醚，剩余物溶于3.5倍質量的丙酮中，向此溶液中慢慢滴入水，直至析出的晶體不再增加為止，過濾、干燥得到純化的異海松酸。實施例9取上述實施例2得到的熱異構松香200g溶解于IO倍質量的丙酮中，滴加相當于熱異構松香質量40%異丁醇胺的丙酮溶液，異丁醇胺/丙酮=1:1，g/mL，形成沉淀物，靜置2h,過濾，用體積分數50%的乙醇洗滌三次，干燥，得到異海松酸銨鹽粗品。異海松酸銨鹽粗品按照復式重結晶法，保證每組異海松酸銨鹽完成5次重結晶，每次溶解異海松酸銨鹽時加入1~3倍的體積分數為95%的乙醇，過濾結晶時用體積分數為50%的乙醇洗滌，干燥，得到純化的異海松酸銨鹽晶體。將上述純化的異海松酸銨鹽全部溶于20倍質量的乙醚中，分次加入質量分數為20%的鹽酸水溶液至異海松酸銨鹽晶體消失，分出水層，水洗乙醚層至中性，1個大氣壓下于5(TC蒸出乙醚，剩余物溶于5倍質量的丙酮中，向此溶液中慢慢滴入水，直至析出的晶體不再增加為止，過濾、干燥得到純化的異海;f^酸。實施例10取上述實施例6得到的熱異構松香200g溶解于1倍質量的丙酮中，滴加相當于熱異構松香質量12%異丁醇胺的丙酮溶液，異丁醇胺/丙酮=1:1,g/mL，形成沉淀物，靜置2h，過濾，用體積分數50%的乙醇洗滌三次，干燥，得到異海松酸銨鹽粗品。異海松酸銨鹽粗品按照復式重結晶法，保證每組異海松酸銨鹽完成5次重結晶，每次溶解異海松酸銨鹽時加入1~3倍的體積分數為95%的乙醇，過濾結晶時用體積分數為50%的乙醇洗滌，千燥，得到純化的異海松酸銨鹽晶體24.8g。將上述純化的異海松酸銨鹽全部溶于1倍質量的乙醚中，分次加入質量分數為1%的鹽酸水溶液至異海+>酸銨鹽晶體消失，分出水層，水洗乙醚層至中性，1個大氣壓下于3(TC蒸出乙醚，剩余物溶于0.5倍質量的丙酮中，向此溶液中慢慢滴入水，直至析出的晶體不再增加為止，過濾、干燥得到純化的異海松酸19.8g,相對于熱異構松香的得率為9.9%。實施例11實施例7及實施例10所得到的產物異海松酸，其熔點為162~164°C,比旋光度[a]2D°為0°(溶劑為95%乙醇，質量分數為2%)，氣相色譜分析測得產品中異海松酸的質量分數為95.4%。HR-MS:[M-H]離子峰質量實測值為301.2174，[C2。H2902]—計算值為301.2168,A=0.66ppm。分子質量實測值302.2248,給定分子式C2。H3。02(DBE=6)，計算值302.2246。MS(圖i普見附圖2)，//2(峰強度,％):316(M"，異海松酸曱酯的分子離子峰，C21H3202，35.5)，301(M-Me,21),287(M-(CH2=CH2+H),20),257(M-Me-C02,59.7),256(M-C02Me,50.7),242(25.3)，241(100,M—Me-HC02CH3),227(20),187(30.2)，119(26.3),121(25.8)，105(30.3)，91(25.7)。質語數據庫檢測結果與異海松酸標準圖譜一致。IR(KBr壓片法，圖譜見附圖3),"cm—1):3432(中強,寬峰，OH),3079(C=C-H),2940(C-H)，2656,2528,1694(強，C-0),1463,1387(CH3),1277(C-0),1190,906(C=C-H),658。'HNMR(圖諳見附圖4,CDC13),5(ppm):0.8620(s,3H，C,?！狢旦》，0.爆8(s，3H,C-Cg3),1.2673(s，3H,C廠C旦3)，1.085~1.146(m,1H),1.3216~1.4138(m,2H)，1.4716~1.4891(m，1H),1.5250—1.5800(m,3H)，4.8651(dd，1H，/產10.70Hz，/產1.25Hz,CH),4,9251(dd，1H，/2=17.50Hz,/3=1.25Hz，CH),5.322(dd，7=7.45Hz，1H,C=Qp,5.801(dd，1H,/產10.70Hz,/2=17.50Hz，CH)，11.6~12.2(broads,1H，COOH)。通過該產品的物理性質及質譜、紅外光譜、質子核磁共振波譜的分析結果，異海松酸的化學結構得到了確切鑒定。對比例1將200g濕地松松香溶于400raL正庚烷中，加入15g哌啶，攪拌，將溶液冷卻到室溫，放入水箱冷凍2h，溶液恢復到室溫時不斷攪拌，再將混合物放到冰箱里冷凍過夜析出銨鹽，以95%的乙醇作溶劑，按照復式重結晶法重結晶5次異海+>酸銨鹽，得到25g銨鹽。將銨鹽溶于100mL乙醚中，加入質量分數為1~20%的鹽酸至異海松酸銨鹽晶體消失。分出水層，水洗乙醚層至中性，一個大氣壓下于30-5(TC蒸出乙醚，剩余物溶于0.5-5倍質量丙酮中，向此溶液中慢慢滴入蒸餾水，直至析出的晶體不再增加為止，過濾，干燥得到純異海松酸8.2g，得率為4.1%,氣相色譜分析測得異海松酸純度為87%。實施例12按實施例2的方法，其中異丁醇胺替換為哌啶。在等量的松香中分別加入理論量的異丁醇胺和哌啶，使用異丁醇胺時以丙酮作重結晶溶劑，而是用哌啶時則以正庚烷作為重結晶溶劑。結果見表l。表l異:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例13按實施例2的方法，其中異海松酸銨鹽粗品的95%乙醇復式重結晶法，分別替換為體積分數95°/乙醇、乙酸甲酯、乙酸甲酯-無水乙醇(2:3，V/V)、無水乙醇、以及曱醇等溶劑三次重結晶，按實施例1的方法同樣處理得到純化的異海松酸。使用不同重結晶溶劑時的重結晶效果對比見表2。表2不同重結晶溶劑的效果對比<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注異海松酸的得率是相對于熱異構松香計算得到的質量分數。權利要求1、一種異海松酸的制備方法，其特征在于包括以下步驟第一步將熱異構松香溶解于1～10倍質量的丙酮中，滴加相當于熱異構松香質量1～40％的異丁醇胺的丙酮溶液，丙酮/異丁醇胺＝1∶1mL/g，形成沉淀，靜置，過濾，用體積分數50％的乙醇洗滌，干燥，得到異海松酸銨鹽粗品；異海松酸銨鹽粗品按照復式重結晶法，每組異海松酸銨鹽完成5次重結晶、干燥，得到純化的異海松酸銨鹽晶體；第二步，將純化的異海松酸銨鹽晶體溶于1～20倍質量的乙醚中，分次加入質量分數為1～20％的鹽酸至異海松酸銨鹽晶體消失，分出水層，水洗乙醚至中性，常壓下于30～50℃蒸出乙醚，剩余物溶于0.5～5倍質量的丙酮中，向此溶液中慢慢滴入水，直至析出的晶體不再增加，過濾、干燥得到純化的異海松酸。2、根據權利要求1所述的異海松酸的制備方法，其特征是所述的熱異構松香是由含有異海松酸的松脂在一個大氣壓、90~114。C條件下蒸出松脂中所含少量水后，在10-50kPa、140-170。C條件下蒸出松節(jié)油，再升溫至150~18(TC進行異構化反應l-3h，過濾，并冷卻至室溫制備得到的。3、根據權利要求2所述的異海松酸的制備方法，其特征是所述的含有異海松酸的松脂為濕地松松脂、加勒比松松脂、思茅松松脂、馬尾松松脂任一種。4、根據權利要求1所述的異海松酸的制備方法，其特征是所述的熱異構松香是由松香在150~180。C下異構化反應1~3h,過濾、冷卻至室溫得到的。5、根據權利要求4所述的異海松酸的制備方法，其特征是所述的松香是濕地松松香、加勒比+>;^香、思茅松松香、馬尾松松香任一種。6、根據權利要求1所述的異海松酸的制備方法，其特征是第一步中的復式重結晶法中使用的溶劑為體積分數為95%乙醇、乙酸曱酯、乙酸曱酯-無水乙醇、無水乙醇、曱醇中的任一種。全文摘要本發(fā)明涉及一種異海松酸的制備方法，包括以下步驟第一步將熱異構松香溶解于1～10倍質量的丙酮中，滴加相當于熱異構松香質量1～40％的異丁醇胺的丙酮溶液，丙酮/異丁醇胺＝1∶1mL/g，形成沉淀，靜置，過濾，用乙醇洗滌，干燥，得到異海松酸銨鹽粗品；異海松酸銨鹽粗品按照復式重結晶法，重結晶、干燥，得到純化的異海松酸銨鹽晶體；第二步，將第一得到的純化的異海松酸銨鹽晶體溶于1～20倍質量的乙醚中，分次加入質量分數為1～20％的鹽酸至異海松酸銨鹽晶體消失，分出水層，水洗乙醚層至中性，蒸出乙醚，剩余物溶于丙酮中，向此溶液中慢慢滴入水，直至析出的晶體不再增加為止，過濾、干燥得到純化的異海松酸。本方法成本低，得率高。文檔編號C07C61/29GK101302151SQ20081012383公開日2008年11月12日申請日期2008年6月6日優(yōu)先權日2008年6月6日發(fā)明者研古,李興迪,李冬梅,畢良武,婧王,趙振東,陳玉湘申請人:中國林業(yè)科學研究院林產化學工業(yè)研究所