[发明专利]一种选择性合成正冰片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种选择性合成正冰片的方法。

背景技术

冰片，又名龙脑，分子式为C₁₀H₁₈O，化学名：内桥-1，7，7-三甲基二环[2.2.1]-2-庚醇，是一种无色透明或白色的片状晶体，因其外观晶莹如玉，故称为冰片。冰片具有类似樟脑及薄荷的混合香气，味辛、凉，有挥发性，点燃有浓烟。历史上我国从婆罗洲及苏门答拉等地获得天然冰片，用“龙脑”示其名贵。冰片的应用历史悠久，其应用始载于唐。中医认为冰片味辛、苦，微寒，归心、脾、肺经，具有开窍醒神，清热止痛之功效。《本草纲目》中记载，冰片能“通诸窍，散郁火”。冰片在抗菌、抗炎、止痛、抗生育等许多方面都有显著的作用，许多名贵的中成药都把它作为主要组成药物之一，如冰硼散、吼症丸、六神丸、六应丸、牛黄解毒丸、安宫牛黄丸、牛黄上清丸、苏合香丸、以及宽心贴、麝香保心丸和健心片等。冰片也是使用历史最悠久的香料之一，常用于调配薰衣草型、柑橘型等化妆品和古龙水等，也用于浴用剂、室内清香剂、口腔用品、油墨等。此外，冰片还广泛用于坚果和调味等实用香精。

由于冰片存在着正冰片和异冰片两个差向异构体，其中正冰片的香味优于异冰片，故在香料和化妆品工业上正冰片的用途比异冰片大。此外在药用效果方面，虽然二者在抗菌、消炎、止痛、抗生育等方面效果相当，但医药上一般认为异冰片的副作用远大于正冰片。因此在市场上正冰片价格要比异冰片贵得多，异冰片主要作为合成樟脑等的原料。目前在市场上合成冰片产品的正冰片含量越高，异冰片含量越低，产品的品质越好，价格越贵。

CN85102398A公开了一种合成龙脑新工艺及催化剂，该催化剂的特征在于它是一种以脱铝氢型丝光沸石为基础再交换上少量金属离子的具有强酸性和强氧化-还原中心的固体酸催化剂，其化学组成为(重量百分比)SiO₂75-95％，Al₂O₃1.5-5％，H₂O约为1％左右，金属阳离子1％以下。虽然该专利申请可获得含正龙脑99％以上的高旋光度的纯正龙脑，但催化剂制备工艺繁琐复杂，耗时长，制作成本高，且反应产率较低，因而不利于工业化。

CN1058953A公开了一种以工业松节油和氯乙酸为原料合成冰片的方法，包括酯化、皂化两步反应。酯化反应采用经过浓硫酸处理的凹凸棒土为催化剂，工业松节油和催化剂、氯乙酸的重量比为1∶0.03～0.1∶0.3～0.55。反应温度60～120℃，反应时间6～60小时。皂化反应中烧碱的投料量为工业松节油的重量的0.15～0.25倍，反应温度60～120℃，反应时间2～8小时。冰片合成过程中基本上抑制了松油醇的生成，反应产物易于提纯，产品得率可达40％以上。该工艺反应时间长，效率低，产品中正龙脑含量不高，而且反应要用到非极性溶剂，增加了生产成本，并给后面反应中间体的分离、提纯带来了困难，因而不符合绿色化工的要求，也不利于工业生产。

中国专利申请200810040881.4公开了一种冰片的绿色合成工艺，将α-蒎烯与无水草酸、催化剂硫酸锆加入反应瓶中，在搅拌下加热至40～150℃进行酯化反应，反应1～10小时后过滤回收催化剂，滤液除去轻油，得到草酸二冰片酯，再加入氢氧化钠水溶液进行皂化反应，边蒸馏边收集产物，所得产物为冰片，产物中正冰片含量在50％左右且正冰片和异冰片含量相差不大。

CN1074210公开了一种合成龙脑的新方法，该发明以锡、钛、铝的氯化物或硫酸盐为原料经水解、热处理和引入0.5％的硫酸亚铁，再经过酸处理、热片理制备了一种适合于α-蒎烯酯化反应的固体酸催化剂GIC-90。采用该催化剂催化α-蒎烯与C₁-C₄有机酸及芳香族羟酸进行程序升温式酯化反应，反应安全、平稳、易控制，酯化反应物经皂化生成龙脑，产品得率为40-45％，含正龙脑60-75％。该发明所用催化剂制备过程仍较复杂，耗时长，要经历50小时以上才能制成，且得到的龙脑产品要用汽油进行重结晶，危险性较大，产品的正龙脑含量也不是很高，反应选择性不佳。

CN1153764公开了一种新的蒎烯酸催化酯化-皂化合成龙脑的方法，该发明应用BTiG催化剂催化蒎烯酯化-皂化合成龙脑，可使部分龙脑产品中的正龙脑的含量达到80％以上。