本發明屬于化工松脂深加工技術領域,是一種可以較容易得到高含量的長葉烯的制備方法。
背景技術:
長葉烯是自然界中分布很廣的一種三環倍半萜烯,也是目前世界上產量最大的倍半萜烯,具有木香、琥珀、龍涎型香氣,主要用于調香過程的定香劑、日用香精和化妝品香精,并且其合成的衍生物可生產出許多高檔、名貴的香料,而使其身價倍增。目前國內生產高純度長葉烯主要是經重松節油分離和提純而來。重松節油中含少量多種單萜烴、單萜醇、倍半萜烯(主要為長葉烯和石竹烯)、倍半萜烯含氧化合物以及二萜等物質,用真空分餾的方法很難分離出80%以上的長葉烯,主要原因是長葉烯與石竹烯互為同分異構體,沸點相近難分離。而石竹烯的存在會影響長葉烯的應用,要想獲得含量在80%以上的長葉烯,就必須通過化學改性的方法降低石竹烯的含量。
就高純度長葉烯的制備,申請人檢索到如下現有技術:
現有技術方案一:中國專利申請cn106083517a,公開(公告)日20161109,公開了一種高純度長葉烯的制備方法,具體方法為:將長葉烯粗品加入反應釜中,加入沸石分子篩,升溫至100℃~120℃,保溫反應30分鐘~1小時,過濾,除去沸石分子篩,然后再加入濃硫酸,升溫至120℃~130℃,保溫反應30分鐘~40分鐘,加入堿溶液調節溶液ph至中性;減壓蒸餾,出料,得到高純度長葉烯;本發明所得長葉烯純度高達85%以上。其中,沸石分子篩的添加量為長葉烯粗品總重量的0.1%~0.2%;濃硫酸的添加量為長葉烯粗品總重量的0.03%~0.1%。該工藝屬于通過異構反應來提純,使用的催化劑是“鈉型沸石分子篩+濃硫酸”,鈉型沸石分子篩為該案申請人自行制備,制備工藝復雜繁瑣,且異構反應需要經過兩個不同階段的步驟才能完成。
現有技術方案二:中國專利申請2013103779272,公開了一種高純度長葉烯的制備方法,以含有重量份為65%~70%的長葉烯和重量份為10%~30%的石竹烯的混合物為原料,加入大孔型弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂d113做催化劑進行石竹烯聚合反應,再過濾、催化劑回收、減壓精餾可得85%~95%含量的長葉烯成品。該工藝是通過聚合反應來提純,由于催化劑是樹脂,成本較高。
其他現有分離提純長葉烯的技術方面,都是通過降低石竹烯的含量來達到目的,主要存在的問題是:(1)如果以水合反應來提純,要使用溶劑作反應介質,反應后需回收溶劑,增加了生產成本;如果以洗脫分離來提純,需自制洗脫劑和洗脫塔,工藝繁瑣;(2)如果以prins反應或vilsmeier-haack甲酰化反應來提純,由于反應試劑有腐蝕性或者有強烈的刺激作用,反應后產物處理麻煩,工業上應用價值不大;(3)如果以聚合反應來提純,由于催化劑是樹脂,成本較高;(4)如果以異構反應來提純,由于該工藝過程短,易于控制,后處理簡單,無“三廢”產生,更具市場競爭力,但異構催化劑需要自制,使工藝變得繁瑣。
技術實現要素:
本發明為了克服以上現有技術的不足,提供一種通過異構反應來提純長葉烯的制備方法,該方法的催化劑無需自行制備,可以從市場容易獲取且原料來源廣泛,節能環保,工藝簡單且成本低,產品純度高,適于規模化生產的從重松節油中提取高純度長葉烯的方法。
為了實現上述目的,本發明的技術方案如下:
一種高純度長葉烯的制備方法,以含長葉烯65%~70%的重松節油分離物為原料,以硫酸氫鈉為催化劑,進行異構反應,反應結束后減壓分餾即可得到85%~92%含量的長葉烯成品。
作為技術方案的進一步改進,以上所述的高純度長葉烯的制備方法,所述分離物與所述的催化劑的重量比為1:0.08~0.2。
作為技術方案的進一步改進,以上所述的高純度長葉烯的制備方法,所述的異構反應的溫度為135℃~165℃,反應時間為1~3小時。
作為技術方案的進一步改進,以上所述的高純度長葉烯的制備方法,所述的反應結束后至減壓蒸餾前,靜置分層,過濾除掉殘留催化劑。
作為技術方案的進一步改進,以上所述的高純度長葉烯的制備方法,所述的催化劑重復使用3次及以上。
作為技術方案的進一步改進,以上所述的高純度長葉烯的制備方法,所述分離物與所述的催化劑的重量比為1:0.1~0.15。
相對于現有技術,本發明具有的優點和積極效果如下:
1.本發明選擇硫酸氫鈉作為催化劑,該催化劑屬于質子酸類的催化劑,在進行催化異構過程中,利用雙鍵活性的差異,進行選擇性催化異構,降低與長葉烯沸點相近的同分異構體石竹烯含量,與現有的催化異構工藝相比,本發明的催化劑無需自行制備,可以從市場廣泛獲取,大大簡化了工藝并縮短了整個工藝的時間。
2.本發明以異構反應來提純,該工藝過程短,易于控制,后處理簡單,無“三廢”產生,更具市場競爭力,具有很好的工業化前景。
3.我國是世界上松脂產量最大的國家,每年利用松脂加工松香、松節油數十萬噸,資源豐富,生產活躍;松節油是萜類混合物,每年通過分餾提純蒎烯時,還得到大量的倍半萜類和萜類衍生物;本發明選用含長葉烯65%~70%的重松節油分離物作為原料,來源廣泛,成本低,節能環保,適用于規模化生產,具有很好的經濟效益和社會效益。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例1:
將含長葉烯65%的重松節油分離物放入反應器內,加入催化劑硫酸氫鈉,分離物與催化劑的重量比為1:0.08,進行異構反應,反應加熱溫度為135℃~140℃,反應時間為1小時,停止加熱和攪拌,需靜置分離油層,將催化劑留在反應器中。倒出的油層進行過濾除掉殘留催化劑,粗產物分析長葉烯含量63.8%,石竹烯含量1.56%,減壓蒸餾,精餾即可得到85.2%含量的長葉烯成品;
將原料加入上述留有催化劑的反應器中,重復以上工藝操作,連續進行3次,反應出來的粗產物中長葉烯含量在59.8-65.8%,石竹烯含量1.43-4.06%,催化活性和效果保持良好。
實施例2:
將含長葉烯66%的重松節油分離物放入反應器內,加入催化劑硫酸氫鈉,分離物與催化劑的重量比為1:0.1,進行異構反應,反應加熱溫度為140℃~145℃,反應時間為1.5小時,停止加熱和攪拌,需靜置分離油層,將催化劑留在反應器中。倒出的油層進行過濾除掉殘留催化劑,粗產物分析長葉烯含量62.7%,石竹烯含量1.06%,減壓蒸餾,精餾即可得到90.5%含量的長葉烯成品;
將原料加入上述留有催化劑的反應器中,重復以上工藝操作,連續進行5次,反應出來的粗產物中長葉烯含量在58.7-63.5%,石竹烯含量1.08-3.58%,催化活性和效果保持良好。
實施例3
將含長葉烯67%的重松節油分離物放入反應器內,加入催化劑硫酸氫鈉,分離物與催化劑的重量比為1:0.12,進行異構反應,反應加熱溫度為145℃~150℃,反應時間為2小時,停止加熱和攪拌,需靜置分離油層,將催化劑留在反應器中。倒出的油層進行過濾除掉殘留催化劑,粗產物分析長葉烯含量60.3%,石竹烯含量1.16%,減壓蒸餾,精餾即可得到86.9%含量的長葉烯成品;
將原料加入上述留有催化劑的反應器中,重復以上工藝操作,連續進行4次,反應出來的粗產物中長葉烯含量在59.6-64.7%,石竹烯含量0.82-1.98%,催化活性和效果保持良好。
實施例4
將含長葉烯68%的重松節油分離物放入反應器內,加入催化劑硫酸氫鈉,分離物與催化劑的重量比為1:0.15,進行異構反應,反應加熱溫度為150℃~153℃,反應時間為2.5小時,停止加熱和攪拌,需靜置分離油層,將催化劑留在反應器中。倒出的油層進行過濾除掉殘留催化劑,粗產物分析長葉烯含量65.2%,石竹烯含量1.39%,減壓蒸餾,精餾即可得到88.6%%含量的長葉烯成品;
將原料加入上述留有催化劑的反應器中,重復以上工藝操作,連續進行5次,反應出來的粗產物中長葉烯含量在62.3-68.5%,石竹烯含量1.16-3.35%,催化活性和效果保持良好。
實施例5
將含長葉烯69%的重松節油分離物放入反應器內,加入催化劑硫酸氫鈉,分離物與催化劑的重量比為1:0.18,進行異構反應,反應加熱溫度為154℃~160℃1,反應時間為3小時,停止加熱和攪拌,需靜置分離油層,將催化劑留在反應器中。倒出的油層進行過濾除掉殘留催化劑,粗產物分析長葉烯含量62.9%,石竹烯含量1.83%,減壓蒸餾,精餾即可得到91.8%含量的長葉烯成品;
將原料加入上述留有催化劑的反應器中,重復以上工藝操作,連續進行6次,反應出來的粗產物中長葉烯含量在60.2-66.8%,石竹烯含量1.35-3.05%,催化活性和效果保持良好。
實施例6
將含長葉烯70%的重松節油分離物放入反應器內,加入催化劑硫酸氫鈉,分離物與催化劑的重量比為1:~0.2,進行異構反應,反應加熱溫度為160℃~165℃,反應時間為2小時,停止加熱和攪拌,需靜置分離油層,將催化劑留在反應器中。倒出的油層進行過濾除掉殘留催化劑,粗產物分析長葉烯含量66.7%,石竹烯含量0.82%,減壓蒸餾,精餾即可得到92.1%含量的長葉烯成品;
將原料加入上述留有催化劑的反應器中,重復以上工藝操作,連續進行7次,反應出來的粗產物中長葉烯含量在63.5-67.9%,石竹烯含量0.79-1.83%,催化活性和效果保持良好。
進一步的對以上生產出來的產品進行檢測,檢測指標和結果如下:
由以上表格可以得知,本發明方法制備的長葉烯各項指標均達到行業標準一級以上,長葉烯含量最低達到85%,最高可以達到92.1%。