CN103524522A - 一种从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法 - Google Patents

一种从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法 Download PDF

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黄道战
朱守记
蓝虹云
雷福厚
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Abstract

本发明公开了一种从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法。2,3-二羟基-1,8-桉树脑是在有机溶剂和过氧杂多酸季铵盐催化剂存在下,α-蒎烯与双氧水反应生成的产物。该分离方法包括分液、萃取、蒸馏、结晶、过滤、真空干燥工艺步骤。本发明本优点:操作工艺简单易行,产品纯度高。

Description

一种从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法
技术领域
本发明属于林产化学加工技术领域,具体是一种从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法。该反应混合物是在有机溶剂和过氧杂多酸季铵盐催化剂存在下,α-蒎烯与双氧水反应生成的。
背景技术
2,3-二羟基-1,8-桉树脑,又称1,3,3-三甲基-2-氧杂二环[2,2,2,]辛烷-5,6-二醇,是一种羟基功能化的1,8-桉树脑。羟基功能化的1,8-桉树脑(例如2-羟基-1,8-桉树脑、3-羟基-1,8-桉树脑等)及其酯类与醚类衍生物不仅具有与1,8-桉树脑相似或更好的抗菌、杀菌、除草生物活性,而且克服了1,8-桉树脑沸点低、易挥发损失、亲水性弱、难商业化推广应用的缺点,已受到国内外科技工作者的关注。
目前有关2,3-二羟基-1,8-桉树脑的制备及分离方法研究,国内外文献鲜有报导。1983年,2,3-二羟基-1,8-桉树脑作为2-蒈烯与三乙酸铊氧化反应的极少量副产物,首次通过硅胶柱色谱法分离以及结构确证[VV Ratner et al,Russian Chemical Bulletin,1983,32(8):1651-1655],但该方法存在原料2-蒈烯来源有限、价格昂贵,氧化剂三乙酸铊毒害性大,产率极低的问题,而且2,3-二羟基-1,8-桉树脑含有两个羟基,分子极性大、亲水性好,硅胶柱色谱分离法效率较低,实际应用价值不大;中国专利[黄道战等,CN201210190109.7,2012-06-11]公开了一种2,3-二羟基-1,8-桉树脑的制备方法,该方法是以过氧杂多酸季铵盐为催化剂,双氧水为氧化剂,在有机溶剂存在下,α-蒎烯发生化学转化反应生成2,3-二羟基-1,8-桉树脑,但该方法未提及产品的分离方法,至今国内外尚无2,3-二羟基-1,8-桉树脑商业化产品。
发明内容
本发明是对现有2,3-二羟基-1,8-桉树脑制备方法的改进,目的在于提供一种从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
一种从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法是将在有机溶剂和过氧杂多酸季铵盐催化剂存在下,α-蒎烯与双氧水反应生成的反应混合物冷却至室温,经分液、萃取、蒸馏、结晶、过滤、真空干燥的工艺步骤得到2,3-二羟基-1,8-桉树脑产品。2,3-二羟基-1,8-桉树脑产品的分离方法,包括如下步骤:
1.分液:
将在有机溶剂A和过氧杂多酸季铵盐催化剂存在下,α-蒎烯与双氧水反应后的混合物冷却至室温,静置、分液得到含有2,3-二羟基-1,8-桉树脑的有机相和水相。所述有机溶剂A为三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙酸乙酯中的一种。
2.萃取:
将步骤1的水相用有机溶剂A萃取2~3次,萃取液合并、加热蒸馏回收有机溶剂A得到油状水相粗产品。
3.蒸馏:
将步骤1的有机相加热蒸馏回收溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤回收不溶解的催化剂;滤液加热蒸馏回收无水乙醇,得到油状有机相粗产品。
4.结晶:
将步骤2和步骤3的油状粗产品分别用有机溶剂B溶解,粗产品质量(g)与有机溶剂B体积(ml)的比为1~1.25g/ml,溶解液置于-20℃~室温条件下结晶;所述有机溶剂B为乙酸乙酯与石油醚的体积比为3:1的混合溶剂。
5.过滤与干燥:
将步骤(4)析出的晶体过滤,真空干燥脱除溶剂得到2,3-二羟基-1,8-桉树脑产品。
本发明的优点:操作工艺简单易行,产品纯度高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的1000ml三口烧瓶中加入81.6mlα-蒎烯(65.2g,480m mol)、8g过氧杂多酸季铵盐催化剂、200ml三氯甲烷溶剂,逐步添加132ml30%H2O2,在50℃恒温条件下搅拌反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入500ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用200ml三氯甲烷萃取2次,将萃取液合并、加热蒸馏回收三氯甲烷,得到9.00g油状水相粗产品,粗产品用7.2ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于-20℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到2.80g产品。
2)有机相先加热蒸馏回收氯仿溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液加热蒸馏回收乙醇,得到油状有机相粗产品87.5g;将有机相粗产品用70.0ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于-20℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到14.0g产品。
实施例2
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的1000ml三口烧瓶中加入81.6mlα-蒎烯(65.2g,480m mol)、8g过氧杂多酸季铵盐催化剂、200ml三氯甲烷溶剂,逐步添加132ml30%H2O2,在50℃恒温条件下搅拌反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入500ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用200ml三氯甲烷萃取3次,萃取液合并、加热蒸馏回收三氯甲烷,得到8.75g油状水相粗产品,粗产品用7.0ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到1.84g产品。
2)有机相先经蒸馏回收氯仿溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇得到有机相油状粗产品86.5g;将有机相粗产品用69.2ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到12.5g产品。
实施例3
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的1000ml三口烧瓶中加入81.6mlα-蒎烯(65.2g,480m mol)、8g过氧杂多酸季铵盐催化剂、200ml三氯甲烷溶剂,逐步滴加132ml30%H2O2,在50℃恒温条件下搅拌反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入500ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用200ml三氯甲烷萃取2次,萃取液合并、加热蒸馏回收三氯甲烷,得到8.90g油状水相粗产品,粗产品用7.1ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于25℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到1.72g产品。
2)有机相先经蒸馏回收氯仿溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇,得到油状有机相粗产品78.9g;将有机相粗产品用63.1ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于25℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到产品7.08g。
实施例4
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的1000ml三口烧瓶中加入40.8mlα-蒎烯(32.6g,240m mol)、4g过氧杂多酸季铵盐催化剂、100ml三氯甲烷溶剂,逐步滴加66ml30%H2O2,在50℃恒温条件下搅拌反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入500ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用100ml三氯甲烷萃取2次,萃取液合并、加热蒸馏回收三氯甲烷,得到5.0g油状水相粗产品,粗产品用4ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到1.27g产品。
2)有机相先经蒸馏回收氯仿溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇,得到油状有机相粗产品33.0g;将有机相粗产品用26.4ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到5.51g产品。
实施例5
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的250ml三口烧瓶中加入20.4mlα-蒎烯(16.3g,120m mol)、2g过氧杂多酸季铵盐催化剂、50ml三氯甲烷溶剂,逐步滴加33ml30%H2O2,在50℃恒温条件下搅拌反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入150ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用50ml三氯甲烷萃取2次,萃取液合并、加热蒸馏回收三氯甲烷,得到2.4g油状水相粗产品,粗产品用1.92ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到0.501g产品。
2)有机相先经蒸馏回收三氯甲烷溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇,得到油状有机相粗产品16.3g;将有机相粗产品用13.0ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到2.70g产品。
实施例6
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的150ml三口烧瓶中加入10.2mlα-蒎烯(8.16g,60.0m mol)、1g过氧杂多酸季铵盐催化剂、25ml三氯甲烷溶剂,逐步滴加16.5ml30%H2O2,在50℃恒温条件下搅拌反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入150ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用25ml三氯甲烷萃取3次,萃取液合并、加热蒸馏回收三氯甲烷,得到1.10g油状水相粗产品,粗产品用0.88ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到0.162g产品。
2)有机相先经蒸馏回收三氯甲烷溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇,得到油状有机相粗产品8.6g;将有机相粗产品用6.88ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到0.966g产品。
实施例7
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的1000ml三口烧瓶中加入40.8mlα-蒎烯(240m mol)、4g过氧杂多酸季铵盐催化剂、100ml三氯甲烷溶剂,在50℃恒温条件下,逐步滴加66ml30%H2O2,反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入500ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用100ml三氯甲烷萃取2次,萃取液合并、加热蒸馏回收三氯甲烷,得到5.0g油状水相粗产品,粗产品用4ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂,得到1.27g产品。
2)有机相先经蒸馏回收三氯甲烷溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇,得到33.0g油状粗产品;将有机相粗产品用26.4ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂,得到5.51g产品。
实施例8
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的1000ml三口烧瓶中加入40.8mlα-蒎烯(240m mol)、4g过氧杂多酸季铵盐催化剂和100ml乙酸乙酯溶剂,在50℃恒温条件下,逐步滴加66ml30%H2O2,反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入500ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用100ml乙酸乙酯萃取2次,萃取液合并、加热蒸馏回收乙酸乙酯,得到8.18g油状水相粗产品,粗产品用6.55ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于-20℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到1.83g产品。
2)有机相先经蒸馏回收乙酸乙酯溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇,得到31.4g油状有机相粗产品;将有机相粗产品用25.1ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于-20℃下结晶,得0g产品。
实施例9
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的150ml三口烧瓶中加入10.2mlα-蒎烯(8.16g,60.0m mol)、1g过氧杂多酸季铵盐催化剂、25ml1,2-二氯乙烷,逐步滴加16.5ml30%H2O2,在50℃恒温条件下搅拌反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入150ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用25ml1,2-二氯乙烷萃取2次,萃取液合并、加热蒸馏回收1,2-二氯乙烷,得到0.83g油状水相粗产品,粗产品用0.66ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到0.100g产品。
2)有机相先经蒸馏回收1,2-二氯乙烷,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇,得到油状有机相粗产品6.22g;将有机相粗产品用4.98ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于-20℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到0.608g产品。
实施例10
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的250ml三口烧瓶中加入20.4mlα-蒎烯(120m mol)、2g过氧杂多酸季铵盐催化剂、50ml1,2-二氯乙烷,在50℃恒温条件下,逐步滴加33ml30%H2O2,反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入150ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用50ml1,2-二氯乙烷萃取3次,萃取液合并、加热蒸馏回收1,2-二氯乙烷,得到3.82g油状水相粗产品,粗产品用3.06ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于-20℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到1.04g产品。
2)有机相先经蒸馏回收1,2-二氯乙烷,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇,得到油状有机相粗产品10.0g;将有机相粗产品用8.00ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于-20℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到0.943g产品。
实施例11
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的250ml三口烧瓶中加入20.4mlα-蒎烯(120m mol)、2g过氧杂多酸季铵盐催化剂、50ml乙酸乙酯,在50℃恒温条件下,逐步滴加33ml30%H2O2,反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入150ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用50ml乙酸乙酯萃取3次,萃取液合并、加热蒸馏回收乙酸乙酯,得到4.42g油状水相粗产品,粗产品用3.54ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于-20℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到0.08g产品。
2)有机相先经蒸馏回收乙酸乙酯溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇,得到油状有机相粗产品17.9g;将有机相粗产品用14.3ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于-20℃条件下结晶,得0g产品。
实施例12
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的250ml三口烧瓶中加入20.4mlα-蒎烯(120m mol)、2g过氧杂多酸季铵盐催化剂、50ml三氯甲烷溶剂,在50℃恒温条件下,逐步滴加33ml30%H2O2,反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入150ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用50ml三氯甲烷萃取3次,萃取液合并、加热蒸馏回收三氯甲烷,得到2.4g油状水相粗产品,粗产品用1.92ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到0.501g产品。
2)有机相先经蒸馏回收三氯甲烷溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏浓缩回收乙醇,得到16.3g油状粗产品;将有机相粗产品用13.0ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于7℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂,得到2.70g产品。
实施例13
从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法:
1.分液:
向安装有机械搅拌、回流冷凝、滴液漏斗、恒温水浴装置的250ml三口烧瓶中加入20.4mlα-蒎烯(120m mol)、2g过氧杂多酸季铵盐催化剂、50ml三氯甲烷溶剂,在50℃恒温条件下,逐步滴加33ml30%H2O2,反应6h。反应结束后,将反应混合物冷却至室温,转入150ml分液漏斗中分液,得到水相和有机相。
2.萃取、蒸馏、结晶、过滤与干燥:
1)水相用50ml三氯甲烷萃取3次,萃取液合并、加热蒸馏回收三氯甲烷,得到2.20g油状水相粗产品,粗产品用1.76ml乙酸乙酯-石油醚混合溶剂溶解后,置于-20℃条件下结晶,趋冷过滤收集、真空干燥脱除溶剂得到0.58g产品。
2)有机相先经蒸馏回收三氯甲烷溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤除去不溶性的催化剂;滤液蒸馏回收乙醇,得蒸余物19.1g,蒸余物用11.8ml乙酸乙酯溶解,过滤除去不溶性的催化剂,向滤液中加入3.94ml石油醚,置于-20℃条件下结晶得到3.18g产品。

Claims (1)

1.一种从反应混合物中分离提纯2,3-二羟基-1,8-桉树脑的方法,是将在有机溶剂和过氧杂多酸季铵盐催化剂存在下,α-蒎烯与双氧水反应生成的反应混合物冷却至室温,经分液、萃取、蒸馏、结晶、过滤、真空干燥的工艺步骤得到2,3-二羟基-1,8-桉树脑产品,其特征在于,产品的分离方法,包括如下步骤:
(1)分液:
将在有机溶剂A和过氧杂多酸季铵盐催化剂存在下,α-蒎烯与双氧水反应后的混合物冷却至室温,静置、分液得到含有2,3-二羟基-1,8-桉树脑的有机相和水相;所述有机溶剂A为三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙酸乙酯中的一种;
(2)萃取:
将步骤(1)的水相用有机溶剂A萃取2~3次,萃取液合并、加热蒸馏回收有机溶剂A得到油状水相粗产品;
(3)蒸馏:
将步骤(1)的有机相加热蒸馏回收溶剂,蒸余物加入无水乙醇溶解,过滤回收不溶解的催化剂;滤液加热蒸馏回收无水乙醇,得到油状有机相粗产品;
(4)结晶:
将步骤(2)和步骤(3)的油状粗产品分别用有机溶剂B溶解,粗产品质量g与有机溶剂B体积ml的比为1~1.25g/ml,溶解液置于-20℃~室温条件下结晶;所述有机溶剂B为乙酸乙酯与石油醚的体积比为3:1的混合溶剂;
(5)过滤与干燥:
将步骤(4)析出的晶体过滤,真空干燥脱除溶剂得到2,3-二羟基-1,8-桉树脑产品。
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