CN1064963C - 香豆素和/或衍生物球及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明的目标是香豆素及其衍生物的一种新形态。更确切地说，本发明的目标是香豆素和/或衍生物小球。本发明也报告了所述小球的制备方法。

本发明方法的特征是，如有必要熔融该香豆素和/或衍生物，然后将熔融体破碎为小液滴并在冷却气体流中使得到的小液滴固化，让其固化为随后可被回收的小球。

Description

香豆素和／或衍生物球及其制法

本发明的目标是香豆素及其衍生物的一种新形态。更确切地说，本发明的目标是香豆素和／或衍生物小球。本发明还涉及所述小球的制法。

香豆素及其衍生物是广泛用于香料领域的一类产品。此外，在其它领域比如制药业，香豆素也找到用途。由此说明，这是一种消费量很大的产品。

当前市售的香豆素都呈具有片状或方块形晶体的结晶粉末状。由此而造成的缺点就是与粉末操作相联系的。

本发明的第一个目标是提供一种新形态的香豆素，它不产生粉尘且在储存过程中不结团。

本发明的另一个目标是，这种香豆素应具有良好的流动性能。

本发明的又一个目标是，它应具有与先有技术相比得到改善的溶解速度。

更准确地说，本发明响应这些要求，提出了香豆素及其衍生物的一种新形式或新形态。

本发明的目标是香豆素和／或衍生物小球。

在本发明的陈述中，小球一词可理解为具有明显球的性质的固体颗粒。

为了制备香豆素和／或衍生物的小球，本发明方法的特征是，如果必要，熔融香豆素和／或其衍生物，然后将熔融体分散为小液滴，并在冷却气流中将得到的小液滴固化，使其固化成小球状，然后将其回收。

本发明方法的一个推荐方案包括：如果必要时熔融香豆素和／或其衍生物，然后将熔融体通过一个喷头，以便形成液滴，然后让这些液滴在一个有逆流冷却气流的塔中落下从而固化，最后回收得到的小球。

本发明的方法特别适用于制备香豆素小球，但是对于其熔点介于50～200℃，最好介于50～100℃之间的香豆素衍生物它也是适用的。

作为能运用本发明方法的香豆素及衍生物化合物的实例，可举出符合于如下式(1)的化合物：

在所述式(1)中，R₁和R₂可是相同或不同的，并代表：

-一个氢原子，

-一个具有1～4个碳原子的直线或分枝的烷基，

-一个具有1～4个碳原子的直线或分枝的烷氧基。

推荐以小球形状使用的式(1)化合物为相当于在其中R₁、R₂相同或不同并代表氢原子、甲基或甲氧基的式(1)化合物。

作为式(1)化合物的特定例子，可列举如下各个特定例子：

-香豆素，

-3-甲基香豆素，

-4-甲基香豆素，

-5-甲基香豆素，

-6-甲基香豆素，

-7-甲基香豆素，

-8-甲基香豆素，

-4-甲氧基香豆素，

-4-甲基-7-甲氧基香豆素，

-4-甲基-7-乙氧基香豆素。

在本文中，后面一般使用“香豆素”一词，用此词表示香豆素也表示相当于式(1)的香豆素衍生物。

按照本发明得到的小球具有其特有的物理-化学性能。

后面给出的这些特性的定义及测量方法在实施例中被明确指出。

粒度的测量由通过金属筛来进行。

该香豆素小球呈白色球状。它表现出基本呈球状的颗粒尺寸，具有按照本发明方法可在很宽范围内选择的直径。因此。粒子的粒度处于100～2000微米范围，但推荐处于300～1000微米间。

用平均直径(d50)表示的粒子粒度一般在300～2，000微米，推荐在500～1，500微米之间，最好是在700～1，200微米之间。平均直径的定义是，有50％(重量)的粒子其直径超过或不到这个平均直径。

图1～图5表示在扫描电子显微镜摄取的照片，它显示了按本发明得到的球形香豆素的结构形态。

在得到的产品上，观察到均匀的粒度分布。

相应于方法的不同参数，小球具有可选择的或高或低的密度。也能根据市场的需要来调节产品的质量。因此，小球的表观密度(未压实)在0．25～0．8之间，推荐在0．4～0．7之间。

本发明的香豆素小球具有500～10，000牛顿／米²的抗压强度，推荐在1，000～5，000牛顿／米²之间，限制在10，000牛顿／米²之内。

它们还具有与良好流动性相适应的内聚力。

因此本发明在于一种香豆素小球，尽管它具有使其能抗磨耗的物理形状，但仍保留当其使用时能快速溶解的性能。在进行盖伦试验时将其溶于乙醇的速度低于相应晶体粉末的溶解速度。明确地说，在所述特定香豆素的情况下，香豆素小球在乙醇中的溶解速度短于170秒，推荐值为100～170秒，最好为100～130秒。

藉助于完全适合的制造方法得到本发明产品初始结构。

制备香豆素小球的本发明方法包括，如果必要的话熔融香豆素和／或其衍生物，然后将熔融体分散为小液滴，再在冷却气流中使得到的小液滴固化，使得到的液滴固化成为随后可回收的小球。

在本发明方法中，使用熔融的香豆素。

可以考虑将来自加工管线的熔融香豆素直接加料。

也可以在本发明的方法上再加上一个步骤，它包括对香豆素进行熔融。为达此效果，将产品加热至其熔点。推荐将温度置于稍高于其熔点处，最好比其熔点高不超过5℃，对于特定的香豆素，使其达到的温度选在70～75℃

此操作一般在搅拌下进行。

在随后步骤中，将熔融的物料转变为小液滴。这个操作可藉助于各种粉碎装置，比如通过圆形孔板来实现。

本发明的一个推荐实施模式包括，让熔融体通过孔，更具体是通过一个喷头来形成小液滴。

下一步操作是通过与温度选在-30～+20℃、推荐在-20～+10℃之间的冷却气体接触，使小液滴“冻结”为小球。

该冷却气体推荐为空气，但本发明也不排除任何对香豆素呈惰性的气体。可以选用氮气，但一般推荐空气，最好是贫氧(比如10％)空气。

一种推荐方式是以与物料流相反的方向送入冷却气流。

从在喷头出口处形成小液滴到其到达回收系统处之间的停留时间最好为1～10秒，更好为1～3秒。

得到希望停留时间的方式是，让液滴在如前面叙述过的具有逆流冷却气体的塔中下降。

在操作结束时，通过各种已知的方法，比如靠重力回收在回收槽中，或者推荐按流化床技术回收。

按照本发明如此得到的香豆素小球具有如上说明的各种性能。

本发明方法的很有意义的优点不只是香豆素的一种新形态，而且还使使用的产品得到了提纯。实际上，人们发现在得到的香豆素小球中所含杂质低于原料粉末。用Perkin-Elmer^R设备测定的差热分析曲线如图6所示，它清楚地证实了这一点。

图6有两根曲线表示随熔融温度(用℃表示)不同热通量(用瓦／克表示)变化的情况：曲线(A)相当于使用粉末状商品香豆素所得到的曲线；而曲线(B)表示从同一种粉末出发，但按本发明方法成形为小球形所制备的香豆素所得到的曲线。

曲线(B)与曲线(A)的峰高差及前缘坡度差表明按照本发明成形的香豆素有较好的纯度。

另外还发现，当冷却气体以推荐方式在高于10℃的温度下逆流引进时，得到的小球具有枝状结晶的结构形态，这导致表观密度一般低于0．35，推荐在0．25～0．35之间。此时小球的溶解速度得以提高。

关于为实施本发明方法所用的设备，它包括两套：第一套使小球成形，第二套回收小球。

当香豆素来自制造管线时，第一套设备包括推荐带搅拌的储槽，或者是能熔融香豆素的熔融罐；还包括一般是塔状的空间，其高度推荐4～8米，在其上部包括一个粉碎物料成小液滴的装置，推荐使用一个喷头，而在进下部装有一个或多个冷却气流入口，这样就把塔的下部变成了一个冷却塔。

香豆素通过一个双螺杆加料斗加入到熔融罐中，这是一个装有调温系统(比如双层夹套)的反应器，使得能保持熔融态的香豆素。

使用的喷头可以是一个单孔喷管，或是一个多孔喷头，孔数可以是1～100个。

可以使用含有多个喷头，比如说2个喷头的系统，推荐是可拆卸的且平行放置。

喷头的孔径要根据所需小球的尺寸来定。它可以是100～1000微米，但推荐在200～600微米间选择。

孔径总是小于得到小球的尺寸。因此，使用具有大约200微米孔的喷头就可以得到平均直径600微米的小球。

使用的喷头可以是静态喷头，但也可以将喷头置于高频(如500～10，000赫兹)电振动系统之中。

藉助于计量泵或由气流，最好是氮气流保证的压力，使熔融的产品到达喷头。压力将超过大气压5～500％。

喷头保持温度在70～80℃。

在喷头附近，可以配置、但并非必须配置一股气流，推荐是与从喷头中喷出射流在一起的一股辅助空气流。推荐这股空气流的温度在60℃与室温之间。此股辅助气流的存在，使得能得到具有更好规整性的小球尺寸，并可避免液滴聚凝。

在塔的中部，可在塔内壁上装有挡板及格栅，它们能使气流更加均匀化。

在塔的底部引进冷却气流，推荐是冷却空气气流，用于确保将小液滴“冻结”为小球。此空气流温度为-30～20℃，推荐-20～10℃。

推荐在喷头下方，距喷头为冷却区总高度的1／10处，从塔中排出冷却空气。

在塔的底部，小球的回收系统可包括一个回收槽，但推荐要求一种装置，它要能保证粒子床层流态化。它包括一个推荐为园柱状的槽，在其下部包括一个格栅，通过它送入气流，推荐用贫氧空气。根据粒子尺寸不同，空气流量应保持粒子处于悬浮状态。准确地说，作为实例，对于直径80毫米的塔柱它是5～30米³／小时。

在设备的这部分，由于送入空气的温度与从塔底送入的冷却空气流具有相同的温度(±5℃)，可以继续进行冷却。

流态化装置安排有一个出口，它可使小球排出。

在附图7中叙述了本发明的一种实施方式。

图7是适于实施本发明设备的侧面剖视图。

使用的设备包括两部分：塔的上部或称为造球塔(A)，下部示意地表示出流态化装置(B)。

香豆素粉末加到罐(2)中：第二个罐(1)中含有在操作结束时清洗加料系统所用的溶剂(比如说甲醇)。

氮气(5)用来在储槽(1)或(2)中造成压力。

塔高4米，在其上部包括一个喷头(4)，在其下部装有一个冷却空气流入口(3)。

由(3)引进的冷却空气在低于喷头(4)出口处的一点(6)被排出。

在塔的中部，在(8)处装有挡板，在(9)处装有使空气流均匀化的环状格栅。

在塔的下部(8)，相当于流态化装置推荐的是一个保证能很好收集小球的漏斗状物，它包括一个冷却空气入口(9)和一个出口(10)，这使得能排出得到的小球。

下面给出实施本发明的实例。

在详述这些实施例前，先详述测量所得到产品各种性能所用的方法。

-表观密度(未压实)

用图8所表示的设备进行测量。

开始时称量空量杯(2)。

藉助于漏斗(1)在量杯(2)中加入待测量的粉末，使粉末床的高度接近于在量杯内预先量好为250厘米3时的高度(水平A)。

称重此装满的量杯测定出粉末的质量。

用一个夹(4)将此量杯固定在支架(3)上。

将计数器(8)置零，它可以记下加在量杯底部打击次数的总和。

借助于一个用电机(6)通过凸轮(7)带动的锤(5)对量杯的底部进行垂直的冲击。当得到的体积不再变化时(在水平B)停止操作。

记录下在量杯刻度上读出的表观体积随着锤子打击数所变化的情况。

得到一个压实实验曲线。

将表观体积与冲撞次数的函数关系转变为表观密度与冲撞次数据的函数曲线。

按下式测出表观密度：

-抗压强度

按照L．Svarosvsky在《粉末测量指南》(Powder Testing Guide)Elsevier Applied Science出版社1987年版P49～52：散堆积粉末物理性能测量法一节中所述的方法，用Jenike测压计测量本发明产品的抗压强度(fc)。

在乙醇中的溶解速度

-在25℃和搅拌下(50转／分)，在一个试管中，在乙醇中溶解X克粉末(小球状或晶状粉末)，使其重量含量为0．02％。

(用分光计)监测溶液的紫外线吸收度随时间的变化。当吸光度稳定于最终数值时就得到了以秒计的溶解时间。

如下各实施例用来说明本发明，不对其构成限制。

实施例

在下面定义在如下各实施例中将要采用的操作程序。

使用2000克具有如下性能的呈粉末状结晶香豆素：

表观密度(未压实)=0．683

乙醇中溶解速度=174秒

在前面叙述过并在图7中示意说明的设备中实施本发明的方法。

承受或不承受振动的喷头具有在如下各实施例中详述的性质。

在罐(2)中加入香豆素粉末，罐(1)中装有洗涤加料系统用的溶剂-甲醇。

通过双层夹套中循环热水加热使熔融罐中的香豆素熔融。在(2)处产品温度为75℃，在喷头出口(4)处温度为71℃。产品流量后面要详细叙述。在(3)处以1000米³／小时的流量通入冷却空气，在塔内流速为0．7米／秒，该空气由(6)排出。

在每个实施例中给出的概括表格中详细叙述了空气在塔入口(3)处及塔出口(6)处的温度。

对于在(9)处的流态化空气温度也与此一样。

得到的小球收集于(8)中，并由(10)排出。

实施例1

1．在如图7所示的一套设备中制备香豆素小球，它包括一个7孔喷头，孔径250微米。孔的长径比L／D为1，L表示孔的长度，D表示孔的直径。

实施的方法如上所述；运转的条件如下表所示：

表1

喷头(4)振动频率(赫兹)	1160
在(4)处氮气过压(巴)	0，202
产品由喷头(4)排出的流量(千克／小时)	5，60
空气进入塔处(3)温度(℃)	-10℃
空气排处塔处(6)温度(℃)	-6℃
流化床(9)的空气温度(℃)	-5℃

在操作12分钟后，回收840克平均直径d₅₀为800微米的小球。

2．在显微镜(G=100)下摄制的图1表示得到的呈小球形的香豆素的结构形态。

其它物理-化学性能如下：

-表观密度(未压实)=0．47

-在乙醇中溶解速度=125秒。

实施例2

1．如实施例1制备香豆素小球：在下面表中详述了方法参数的改变。

表2

喷头(4)振动频率(赫兹)	5600
在(4)处氮气过压(巴)	0，222
产品由喷头(4)排出的流量(千克／小时)	5，60
空气进入塔处(3)温度(℃)	10
空气排处塔处(6)温度(℃)	11
流化床(9)的空气温度(℃)	10

在操作9分钟后，回收平均直径d₅₀为700微米的香豆素小球410克。

2．得到的产品具有如图2(G=100)所示的枝晶状结构形态，以及如下的性能：

-表观密度(未压实)=0．43

-在乙醇中的溶解速度=130秒。

实施例3

1．在如图7中所示意说明的设备中制备香豆素小球，它含有一个7孔喷头，孔径400微米，L／D比为3。

实施的方法如前面所述，每步的条件详述于下面表Ⅲ中：

表3

喷头(4)振动频率(赫兹)	1540
在(4)处氮气过压(巴)	0，08
产品由喷头(4)排出的流量(千克／小时)	7，00
空气进入塔处(3)温度(℃)	12
空气排处塔处(6)温度(℃)	13
流化床(9)的空气温度(℃)	10

在操作12分钟后，回收平均直径d₅₀为1130微米的香豆素小球910克。

2．得到的产物具有如图3(G=60)所示的枝晶状结构形态，及如下的特性：

-表观密度(未压实)=0．27

-在4．8千牛顿／米2压力下的抗压强度(fc)=1．6千牛顿／米2

-在乙醇中的溶解速度=104秒。

实施例4

1．如实施例3制备香豆素小球，在如下表IV中给出方法参数的改变；

表4

喷头(4)振动频率(赫兹)	800
在(4)处氮气过压(巴)	0，075
产品由喷头(4)排出的流量(千克／小时)	7，00
空气进入塔处(3)温度(℃)	-10℃
空气排处塔处(6)温度(℃)	-6℃
流化床(9)的空气温度(℃)	-10℃

在操作10分钟后，得到平均直径d₅₀为910微米的香豆素小球840克。

2．得到的产物具有如图4(G=50)所示的结构形态和如下的性能：

-表观密度(未压实)=0．50

-在4．8千牛顿／米2压力下的抗压强度(fc)=1．25千牛顿／米2

在乙醇中溶解速度=120秒。

实施例5

1．重复实施例4，唯一的不同是使用静态喷头。

在操作8分钟后，得到具有平均直径d₅₀为850微米的香豆素小球520克。

2．得到的产物具有如图5(G=100)所示的结构形态。注意到其粒度分布稍有不同，看起来有些不大均匀。

所述小球的物理-化学性能如下：

-表观密度(未压实)=0．47

实施例6

1．按实施例1来制备香豆素小球，在下表中详述了方法参数的变化：

表5

喷头(4)振动频率(赫兹)	1990
在(4)处氮气过压(巴)	0，080
产品由喷头(4)排出的流量(千克／小时)	4，00
空气进入塔处(3)温度(℃)	10
空气排处塔处(6)温度(℃)	12
流化床(9)的空气温度(℃)	6

2．得到的产物具有如下特性：

-表观密度(未压实)=0．49

-在乙醇中的溶解速度=160秒。

实施例7

1．重复实施例6，唯一的不同是用静态喷头。

2．得到的产物具有如下性能：

-表观密度(未压实)=0．45

-乙醇中的溶解速度=135秒。

实施例8

1．按实施例1制备香豆素小球，在下表中详述了方法参数的改变：

表6

喷头(4)振动频率(赫兹)	1990
在(4)处氮气过压(巴)	0，075
产品由喷头(4)排出的流量(千克／小时)	3，42
空气进入塔处(3)温度(℃)	12
空气排处塔处(6)温度(℃)	14
流化床(9)的空气温度(℃)	15

2．得到的产物具有如下性能：

-表观密度(未压实)=0．42

-乙醇中的溶解速度=142秒。

Claims (28)

1．香豆素和／或其衍生物的小球，其特征在于其粒径范围为100～2000微米，其表观密度为0．25～0．8。

2．按照权利要求1的小球，其特征在于所述香豆素和／或其衍生物的熔点为50～200℃。

3．按照权利要求1的小球，其特征在于所述香豆素和／或其衍生物的熔点为50～100℃。

4．按照权利要求1～3中任一项的小球，其特征在于所述香豆素和／或其衍生物如下式(I)所示：

式中R₁和R₂相同或不同，表示：

-氢原子，

-具有1～4个碳原子的直链或支链的烷基，

-具有1～4个碳原子的直链或支链的烷氧基。

5．按照权利要求4的小球，其特征在于式(Ⅰ)所示香豆素和／或其衍生物中的R₁和R₂相同或不同，表示氢原子、甲基或甲氧基。

6．按照权利要求5的小球，其特征在于式(Ⅰ)所示香豆素和／或其衍生物中的R₁和R₂代表氢原子。

7．按照权利要求1的小球，其特征在于其粒径范围为300～1，000微米。

8．按照权利要求1的小球，其特征在于用平均直径d₅₀表示的粒径为300～2，000微米。

9．按照权利要求8的小球，其特征在于用平均直径d₅₀表示的粒径为700～1200微米。

10．按照权利要求1的小球，其特征在于其表观密度为0．4～0．7。

11．按照权利要求1的小球，其特征在于其抗压强度为500～10，000牛顿／米²，在低于10，000牛顿／米²的应力下。

12．按照权利要求11的小球，其特征在于其抗压强度为1000～5000牛顿／米²，在低于10000牛顿／米²的应力下。

13．按照权利要求1的小球，其特征在于其在乙醇中的溶解速度低于相应的结晶粉末。

14．按照权利要求13的小球，其特征在于香豆素小球在乙醇中的溶解速度为100～170秒。

15．按照权利要求13的小球，其特征在于香豆素小球在乙醇中的溶解速度为100～130秒。

16．权利要求1～15中任一项的香豆素和／或其衍生物小球的制备方法，其特征在于包括熔融该香豆素和／或其衍生物，然后将熔融体粉碎为小液滴，再将得到的小液滴在冷却气流中固化，以便将其固化为随后可回收的小球。

17．按照权利要求16的方法，其特征在于包括熔融该香豆素和／或其衍生物，然后使熔融体通过一个喷头以便形成小液滴，通过使其在一个具有逆流冷气流的塔中下降从而使其固化，然后回收得到的小球。

18．按照权利要求16或17的方法，其特征在于香豆素和／或其衍生物在其熔点下熔融。

19．按照权利要求16或17的方法，其特征在于香豆素和／或其衍生物在比其熔点至多高5℃的温度下熔融。

20．按照权利要求17的方法，其特征在于喷头上的孔数为1～100。

21．按照权利要求17的方法，其特征在于喷头具有直径为100～1000微米的小孔。

22．按照权利要求21的方法，其特征在于所述直径为200～600微米。

23．按照权利要求20～22中任一项的方法，其特征在于所述喷头是静态喷头。

24．按照权利要求20～22中任一项的方法，其特征在于所述喷头为在500～1000赫兹的高频下电振动喷头。

25．按照权利要求16或17的方法，其特征在于小液滴与冷气体在-30～20℃下接触。

26．按照权利要求25的方法，其特征在于冷气体为空气或贫氧空气。

27．按照权利要求17的方法，其特征在于小液滴在喷头出口到它达到回收系统之间的停留时间为1-10秒。

28．按照权利要求16或17的方法，其特征在于采用流化床技术回收该小球。

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