从工业用樟脑中分离副产物的方法

专利名称：从工业用樟脑中分离副产物的方法
由α-蒎烯经过蒎烯重排，莰烯乙酸化、乙酸异冰片酯水解和异冰片的催化氢化等反应步骤制备合成樟脑所得的反应产物含有许多讨厌的副产物，它们通常属于含萜烯烃(莰烯、三环烯，二聚戊烯和异构体)，萜烯醇和萜烯酮的各类物质。
为了从这种混合物中得到樟脑，以便用作赛璐珞和硝化纤维素涂饰剂生产中硝酸纤维素的增塑剂或用作丙酸纤维素的增塑剂，通常用蒸馏和升华的方法从粗制混合物中分离出樟脑。但是，如果樟脑必须符合高规格，例如用于医药中，则这些纯化操作远远不够。这里是指将樟脑用作例如强心剂或防腐剂(樟脑醑、软膏制剂)的情形。为了符合很多药物中为此用途所规定的纯度要求，必须将樟脑从溶剂(主要是乙醇)中再重结晶一次或二次。这除了带来母液处理的麻烦之外又造成了溶剂的额外消耗，同时还损失樟脑和溶剂，最终产品需要高能量干燥。
现已意外地发现，如果不用溶剂重结晶，而是从熔体中将工业用樟脑结晶，则这些缺点可以避免。但是必须满足一定的条件。若是只用持续冷却熔体的方法进行重结晶，实际上在分离出一部分结晶樟脑之后结晶很快就停顿下来。本发明涉及一种从含量至少为50%的工业用樟脑中分离出杂质的方法，该方法包括将工业用樟脑熔化，然后利用冷却使纯樟脑结晶出来，在最初的结晶过程随后基本上停顿之后，通过加热一段时间，使结晶过程至少再重新开始进行一次。
于是，将工业用樟脑熔化，然后冷却，直到纯樟脑开始结晶出来。最好是在预备实验中先测定要纯化的工业用樟脑的熔点，以便可以知道工业用樟脑何时会完全熔化，冷却时何时会开始结晶。继续冷却直到又有大量的樟脑结晶出来。当所含樟脑的大约30%至50%重量已经结晶出来时，结晶过程通常基本上停顿下来，即，结晶变得很慢，以致于作为工业纯化过程已无意义，根据本发明，将混合物加热以使结晶过程重新开始，但是已经结晶出的纯樟脑的大部分不再熔化。一般说来，为达到这一目的加热升高约2至5℃并维持3-10分钟是合适的。也有可能在玻璃容器中进行预备性试验以确定最适于所用的工业用樟脑的温度和持续时间。一旦再次开始结晶，则停止加热并且再次继续冷却直到又有大量的樟脑结晶出来。当结晶过程再次基本上停顿之后，可以结束结晶过程或是通过又一次短时间加热再次开始结晶过程。一般来说，通过短暂加热重复进行结晶过程一至四次;最好是只进行一次或两次，尤其是当强调结晶樟脑的纯度要很高时，例如医用樟脑的情形，因为随着试图使樟脑定量地或大体上定量地结晶出来而进行结晶的次数的增加，某些杂质同样会变成固体的危险也增加了。
借助于本发明的方法，有可能将工业用樟脑的熔体转化成粘聚的，多孔的结晶块状物，其中杂质以液体形式存在，同时还有或多或少的残余樟脑以液体形式存在，这取决于结晶过程何时终止。经随后打开结晶容器的底部，并且略微升高温度(通常约2-5℃)，于是液杂质和同样是液体的残留樟脑有可能从粘聚的结晶樟脑中滴下慢慢流出。如果所用的工业用樟脑很不纯或是要求最终产物特别纯，则在必要时可以重复进行本发明的纯化过程。但是正如上面所提到的，在很多情形下，即使用作医用樟脑，进行一步纯化就足够了，即，通过短暂加热而重新开始的结晶过程最好限制在不多于一次或两次。
为了得到最大可能的产率，最方便的是将在结晶过程中得到的含大量杂质的残余液作升华处理，升华物一般含60%重量以上的樟脑，将它再循环到根据本发明的结晶过程中。
根据本发明的纯化方法可以静止地在管形滴流型结晶器中进行，如WinnacKer-K chler的“Chemische Technologie”(“化学工艺”)第四版第六卷(1982)148页中所述，或是如本申请的实施例2中所述使用冷却旋管，或是在如美国专利3，621，664中提到的装置中以动态方式进行。
纯化的樟脑是重要的产品。在赛璐珞和硝化纤维素涂饰剂的生产中它是硝酸纤维素的无法代替的增塑剂。已经证实它还可以用来增塑丙酸纤维素，樟脑还可用来配制药物制剂(例如作为樟脑醑)，作为香料组分，作为气味改进剂，以及作为衣服的防囊虫剂。它还可以用来生产无烟火药和引爆剂。樟脑的另一项重要应用是作为礼仪庆典用的芳香剂。以下实施例说明了根据本发明的方法。各实施例中的百分含量均为重量百分含量。所说的冷却和加热温度均指恒温浴的冷却或加热介质的温度。
实施例1将312.5克工业用樟脑(纯度为89.4%重量)以固体形式加到管形结晶器中，结晶器的加热和冷却夹套与恒温浴相连，樟脑在180℃的加热温度下完全熔化。在一直存在惰性氮气的气氛下，使均匀的熔体按以下的冷却和加热程序进行结晶，直到固化成多孔的块状物-在30分钟内由180℃冷却至167℃-在4分钟内由167℃加热至170℃-在30分钟内由170℃冷却至165℃-在5分钟内由165℃加热至168℃-在60分钟内由168℃冷却至161℃-在4分钟内由161℃加热至165℃-在120分钟内由165℃冷却至151.5℃结晶过程结束后，打开底阀，收集到44克残余的熔体，其中樟脑含量为51.3%(重量)。然后，将加热介质的温度于18小时内由151.5℃升高到160℃，慢慢流出52克樟脑级分，其中樟脑的重量含量为90.3%，最后，将残余在装置内的晶体熔化并分离。纯化好的樟脑量为216克，纯度为97%(重量)。
实施例2如实施例1所述，将152.1克工业用樟脑(纯度84.2%重量)以固体形式加到管形结晶器中，在加热温度180℃下完全熔化。在一直存在惰性氩气的气氛下，在均匀熔体中加入少量樟脑晶体作为晶种，并使熔体按以下的程序进行结晶，直到熔体固化成多孔块状物-在120分钟内由156℃冷却至129℃-在5分钟内由129℃加热至132℃-在120分钟内由132℃冷却至122℃-在4分钟内由122℃加热至126℃-在120分钟内由126℃冷却至116℃
结晶过程结束后，打开结晶器的底阀，加热介质的温度在25小时内由116℃升高到135℃。收集到樟脑含量占78.5%的级分71克。然后，将保留在装置内的晶体熔化并分离。纯化好的樟脑量为80克，纯度为90%(重量)。以这种方式得到的晶体可以通过再次结晶使樟脑含量进一步提高。
实施例3将100千克樟脑(含量89.4%)以固体形式加入到结晶器中，结晶器由不锈钢容器构成，外围全部绝热，其尺寸为长600毫米，宽600毫米，高700毫米，内部安装有四个加热和冷却用的盘管形式的4英寸热交换调温器，油由其中流过，樟脑以氩气为保护气在185℃下完全熔化。然后，藉助恒温浴按以下的冷却和加热程序使均匀熔体结晶，直到固化成多孔的块状物-由185℃冷却至167℃(速度1.8℃/分)-由167℃冷却至161℃(速度0.1℃/分)-由161℃加热至164℃(速度0.5℃/分)-由164℃冷却至157℃(速度0.1℃/分)-由157℃加热至160℃(速度0.5℃/分)-由160℃冷却至155℃(速度0.1℃/分)在内部温度为155℃时，打开在185℃下加热的结晶器底部出料阀，放出125千克的液体级分(樟脑含量70.5%)。然后，保持放料阀开启，以每分钟0.1℃的加热速度将温度由155℃提高到161℃(液体慢慢流出过程)，流出10千克第二级分(樟脑含量93%)，它可以在下一批料中直接再用。最后，在161℃时关闭出料阀，留在结晶器内的固体樟脑在185℃完全熔化。结果得到65千克纯度96.1%(重量)的纯化樟脑。
权利要求
1.一种从含量至少为50%的工业用樟脑中分离出杂质的方法，该方法包括将工业用樟脑熔化，然后利用冷却使纯樟脑结晶出来，在最初的结晶过程随后基本上停顿下来之后，用加热一段时间的方法，使结晶过程至少再重新开始进行一次。
2.权利要求1的方法，其中用加热一段时间的方法使结晶再重新开始进行1至4次。
3.权利要求1和2的方法，其中工业用樟脑的含量为80至95%(重量)。
4.权利要求1至3中某一项的方法，其中，将结晶过程中得到的残余物进行升华，所得的升华物再循环到根据本发明的过程中。
全文摘要
一种从含量至少50％的工业用樟脑中分离出杂质的方法，该方法包括将工业用樟脑熔化，然后通过冷却使纯樟脑结晶出来，在最初的结晶过程随后基本上停顿下来之后，利用加热一段时间的方法使结晶过程至少再重新开始进行一次。
文档编号C07C45/81GK1057645SQ91104319
公开日1992年1月8日 申请日期1991年6月28日 优先权日1990年6月29日
发明者思格伯特·里特纳, 阿尔富里德·利得尔, 沃耳克·豪采尔, 曼富里德·格谢得迈, 约阿希姆·马基闹瑙特, 海里伯特·托茨拉夫 申请人:赫彻斯特股份公司

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